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Un Estudio Numérico sobre la Entrada de Agua de Vehículos Cilíndricos Trans-Media

Autores: Deng, Feng; Sun, Xiaoyuan; Chi, Fenghua; Ji, Ruixue

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Un Estudio Numérico sobre la Entrada de Agua de Vehículos Cilíndricos Trans-Media


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Vehículos
Entrada de agua
Cilíndrico
Carga de impacto
Métodos numéricos
Fuerza máxima

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En los últimos años, se ha prestado más atención a los vehículos que pueden viajar entre el aire y el agua, conocidos como vehículos transmediales. A menudo se diseñan como cuerpos cilíndricos para reducir la carga de impacto durante la entrada al agua. En este artículo, se investigaron numéricamente los procesos de entrada al agua de vehículos transmediales cilíndricos de tamaño pequeño, con una longitud característica de 1 m, resolviendo las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds no estacionarias utilizando el método de volumen de fluido, el método de malla dinámica y el solucionador de seis grados de libertad. Los métodos numéricos fueron validados primero al comparar los resultados numéricos con los datos experimentales existentes. Luego, se investigaron los efectos de la masa del cuerpo, la relación diámetro-longitud, el ángulo de entrada al agua y la forma de la cabeza en el proceso de entrada al agua. Los resultados muestran que la carga de impacto máxima, medida por la fuerza máxima ejercida por el agua sobre el cuerpo, puede reducirse significativamente al disminuir la masa del cuerpo, disminuir el diámetro, entrar al agua en un ángulo de entrada óptimo o instalar una cabeza elipsoidal. En particular, se encontró que la carga de impacto máxima es aproximadamente proporcional al cuadrado de la masa del cuerpo o al cubo del diámetro del cilindro. Además, instalar una cabeza elipsoidal puede reducir aproximadamente un 94% de la carga de impacto máxima experimentada por un cuerpo cilíndrico.

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