دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 7 1 2017 03 21 Numerical simulation and experimental investigation of an underwater high-speed moving body شبیه سازی عددی و بررسی تجربی حرکت یک جسم پرسرعت زیرسطحی 217 230 861 10.22044/jsfm.2017.861 FA حسن فروزانی مربی، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شیراز بهادر سرانجام دانشیار، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شیراز رضا کمالی استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز عطاالله ربیعی استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز Journal Article 2016 07 07 In this study, significant features of supercavitation including formation, evolution and their effects on drag reduction for an underwater moving body are both experimentally and numerically investigated. To simulate the flow field of the underwater moving body, the multiphase Reynolds averaged Navier–Stokes equations (RANS) are coupled to a six-degree-of-freedom (6DOF) rigid body motion model. Due to the lack of high-speed underwater projectile experimental results, first, the lower-speed unsteady numerical simulation of the projectile with velocity 100 m/sec has been carried out and compared with the experimental data for tuning the available code. Then, the numerical simulation has been taken place for the high-speed underwater projectile with velocity 200 m/sec using the adjusted numerical algorithm. The experiments were performed for a spherical-nose projectile at Shiraz MUT Hydrodynamics Laboratory Cavitation Tank, and the projectile trajectory was recorded with a high-speed camera. Numerical results show that the supercavitation around the high speed projectile generates at less than 2 msec and drag force is reduced by 66%. در این تحقیق نحوه‌ی شکل‌گیری و سیر تکامل حباب سوپرکاویتاسیون و تأثیر آن بر کاهش نیروی مقاوم برای یک جسم متحرک زیرسطحی بصورت عددی و آزمایشگاهی بررسی شده است. به منظور شبیه‌سازی عددی جسم متحرک زیرسطحی از معادلات میانگین گیری شده ناویر استوکس زمانمند چندفازی همراه با مدل شش درجه آزادی حرکت جسم صلب استفاده شده است. با توجه به عدم وجود نتایج آزمایشگاهی در مورد پرتابه‌های پرسرعت زیر سطحی، در ابتدا به کمک کد عددی در دسترس موجود، حل عددی زمانمند برای پرتابه‌ای با سرعت حدود 100 متر بر ثانیه انجام و نتایج آن در راستای تنظیم کد عددی، با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. پس از حصول اطمینان از دقت مناسب الگوریتم انتخاب شده، حل عددی زمانمند حرکت پرتابه پرسرعت با سرعت 200 متر بر ثانیه مورد تحلیل قرار گرفت. آزمایشها برای یک پرتابه با دماغه نیم‌کروی در آزمایشگاه هیدرودینامیک دانشگاه صنعتی مالک اشتر شیراز انجام شده و مسیر جسم توسط دوربین پرسرعت ثبت شده است. نتایج حاصل از حل عددی نشان می‌دهدکه حباب سوپرکاویتاسیون در زمانی کمتر از 2 میلی‌ثانیه پرتابه پرسرعت را بطور کامل احاطه کرده و نیروی پسای وارد بر پرتابه را 66% کاهش می‌دهد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_861_3679328c39dc25fea3772b935ad27cd1.pdf