Investigación sobre las características aerodinámicas de vehículos transmedios que entran y salen del agua en entornos de agua tranquila y con olas
Autores: Wei, Jun; Sha, Yong-Bai; Hu, Xin-Yu; Cao, Zhe; Chen, De-Ping; Zhou, Da; Chen, Yan-Li
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación sobre las características aerodinámicas de vehículos transmedios que entran y salen del agua en entornos de agua tranquila y con olas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Aeronave
Agua
Interfaz
Algoritmo VOF
Carga del cuerpo
Simulación numérica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El problema de las aeronaves que entran y salen del agua es un problema complejo, no lineal, fuertemente perturbado y de flujo multifásico acoplado, que implica la captura precisa de la interfaz aire/agua y la interacción de múltiples acoplamientos entre la aeronave, el agua y el aire. Además, debido a la gran diferencia en las propiedades de los medios durante el cruce, la carga sobre el cuerpo cambiará repentinamente. En este artículo, se utiliza el algoritmo VOF (volumen de fluido) para capturar la superficie líquida en la interfaz aire/agua, y dado que el movimiento del cuerpo está involucrado en este proceso, se utiliza la tecnología de malla superpuesta para evitar el problema tradicional de deformación dinámica de la malla. En el proceso de esta predicción de simulación numérica, se analizan los efectos de diferentes ángulos de entrada al agua y diferentes alturas de entrada al agua sobre la carga y la actitud del avión transmedio, así como la ley de evolución de la cavitación de la entrada del cuerpo al agua. Sobre esta base, para simular la autenticidad y complejidad del entorno de entrada al agua, se introdujo la tecnología de generación de olas numéricas para analizar la carga de entrada al agua, la postura y la ley de evolución de la cavitación del cuerpo bajo diferentes entornos de olas. Se comparan los parámetros numéricos bajo la condición de ola y sin ola, y se analiza la diferencia en el rendimiento de entrada al agua bajo la condición de ola y sin ola.
Descripción
El problema de las aeronaves que entran y salen del agua es un problema complejo, no lineal, fuertemente perturbado y de flujo multifásico acoplado, que implica la captura precisa de la interfaz aire/agua y la interacción de múltiples acoplamientos entre la aeronave, el agua y el aire. Además, debido a la gran diferencia en las propiedades de los medios durante el cruce, la carga sobre el cuerpo cambiará repentinamente. En este artículo, se utiliza el algoritmo VOF (volumen de fluido) para capturar la superficie líquida en la interfaz aire/agua, y dado que el movimiento del cuerpo está involucrado en este proceso, se utiliza la tecnología de malla superpuesta para evitar el problema tradicional de deformación dinámica de la malla. En el proceso de esta predicción de simulación numérica, se analizan los efectos de diferentes ángulos de entrada al agua y diferentes alturas de entrada al agua sobre la carga y la actitud del avión transmedio, así como la ley de evolución de la cavitación de la entrada del cuerpo al agua. Sobre esta base, para simular la autenticidad y complejidad del entorno de entrada al agua, se introdujo la tecnología de generación de olas numéricas para analizar la carga de entrada al agua, la postura y la ley de evolución de la cavitación del cuerpo bajo diferentes entornos de olas. Se comparan los parámetros numéricos bajo la condición de ola y sin ola, y se analiza la diferencia en el rendimiento de entrada al agua bajo la condición de ola y sin ola.