جستجو در:
دوره 23، شماره 3 - ( اسفند 1401 )
جلد 23 شماره 3 صفحات 182-173 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
hasanvand A, Seif M S. Parametric study of underwater glider using hydrodynamic performance approach. Modares Mechanical Engineering 2023; 23 (3) :173-182
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-62549-fa.html
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-62549-fa.html
حسنوند علی، سیف محمد سعید. مطالعه پارامتریک گلایدر زیرسطحی با رویکرد عملکرد هیدرودینامیکی. مهندسی مکانیک مدرس. 1401; 23 (3) :173-182
علی حسنوند* 
1، محمد سعید سیف2
1، محمد سعید سیف2
1- دانشجو دوره ی دکتری دانشگاه صنعتی شریف ، ali.hasanvand@mech.sharif.edu
2- استاد تمام دانشگاه صنعتی شریف
2- استاد تمام دانشگاه صنعتی شریف
چکیده: (831 مشاهده)
امروزه استفاده از رباتهای زیرسطحی برای تجسس و بررسی شرایط زیر سطح آب رشد بسزایی داشته است. گلایدرهای زیرسطحی بدلیل مصرف پایین انرژی جز رباتهای مورد علاقه محققین برای عملیات های طولانی مدت میباشد. شناخت دقیق پارامترهای ابعادی برای بررسی عملکرد گلایدرهای زیرسطحی امری حیاتی بوده که در صورت عدم بررسی دقیق متناسب سبب پایین آمدن راندمان وسیله میگردد. در این پژوهش سعی شده است تا در ابتدا مدل دینامیکی غیرخطی از رباتهای گلایدرزیرسطحی استخراج گردد. مدل دینامیکی با نتایج پژوهشهای مرتبط راستی آزمایی شده است. پس از بررسی صحت مدل دینامیکی استخراج شده به بررسی پارامتریک ابعادی در زمینه عملکرد هیدرودینامیکی ربات پرداخته شده است. پارامترهایی همچون حجم مخزن بویانسی، زاویه پیچ و ابعاد بالک در عملکرد هیدرودینامیکی ربات مورد سنجش قرار گرفته است. در مطالعه هر پارامتر مابقی پارامترها ثابت در نظر گرفته شده است تا بتوان تاثیر پارامتر هدف مورد سنجش قرار گیرد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که پارامترهای هندسی و ابعادی تاثیر بسزایی در راندمان و عملکرد هیدرودینامیکی ربات دارند. با طراحی متناسب گلایدر میتوان سبب انعطاف پذیری بیشتر در مواجه با اغتشاشات خارجی شد و در مواقعی که راندمان خیلی مطرح نیست، به سرعت های بالاتری دست یافت.
نوع مقاله: پژوهشی اصیل |
موضوع مقاله:
دینامیک و سینماتیک
دریافت: 1401/4/7 | پذیرش: 1401/9/29 | انتشار: 1401/12/10
دریافت: 1401/4/7 | پذیرش: 1401/9/29 | انتشار: 1401/12/10
فهرست منابع
1. [1] M. Tomphson, "The navys amazing ocean-powered underwater drone," 2013. [Online]. Available: http://swampland.time.com/2013/12 22/navy-underwater-drone/
2. [2] D. R. Blidberg, "The development of autonomous underwater vehicles (auv); a brief summary," in IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), vol. 4, 2001.
3. [3] M. Rusling, "Gliders will aid naval research," 2009.
4. [4] Teledyne, "Teledyne webb research reaches second milestone with u.s. navy lbs-glider program," 2011. [Online]. Available: http://www.webbresearch.com/ newscenter/Reaches Second Milestone.aspx
5. [5] Alsema, "Seaexplorer, https://www.alseamar-alcen.com/ products/ underwaterglider / seaexplorer," 2017.
6. [6] D. C. Webb, P. J. Simonetti, and C. P. Jones, "Slocum: An underwater glider propelled by environmental energy," IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. 26, no. 4, pp. 447-452, 2001. [DOI:10.1109/48.972077]
7. [7] J. Sherman, R. E. Davis, W. Owens, and J. Valdes, "The autonomous underwater glider" spray"," IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. 26, no. 4, pp. 437-446, 2001. [DOI:10.1109/48.972076]
8. [8] C. Eriksen, T. Osse, R. Light, T. Wen, T. Lehman, P. Sabin, J. Ballard, and A. Chiodi, "Seaglider: a long-range autonomous underwater vehicle for oceanographic research," IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. 26, no. 4, pp. 424-436, Oct 2001. [DOI:10.1109/48.972073]
9. [9] B. Ullah, M. Ovinis, M. B. Baharom, M. Javaid, and S. Izhar, "Underwater gliders control strategies: A review," in Control Conference (ASCC), 2015 10th Asian. IEEE, 2015, pp. 1-6. [DOI:10.1109/ASCC.2015.7244859]
10. [10] Jenkins, S.A., Humphreys, D.E., Sherman, J., Osse, J., Jones, C., Leonard, N., Graver, J., Bachmayer, R., Clem, T., Carroll, P. and Davis, P., 2003. Underwater glider system study.
11. [11] Graver, J.G., Bachmayer, R., Leonard, N.E. and Fratantoni, D.M., 2003, August. Underwater glider model parameter identification. In Proc. 13th Int. Symp. on Unmanned Untethered Submersible Technology (UUST) (Vol. 1, pp. 12-13).
12. [12] Zhang, F., Thon, J., Thon, C. and Tan, X., 2013. Miniature underwater glider: Design and experimental results. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 19(1), pp.394-399. [DOI:10.1109/TMECH.2013.2279033]
13. [13] Yang, C., Peng, S. and Fan, S., 2014. Performance and stability analysis for ZJU glider. Marine Technology Society Journal: The International, Interdisciplinary Society Devoted to Ocean and Marine Engineering, Science and PolicyM, 48(3), pp.88-103. [DOI:10.4031/MTSJ.48.3.6]
14. [14] Jing, G., Lei, L. and Gang, Y., 2022. Dynamic modeling and experimental analysis of an underwater glider in the ocean. Applied Mathematical Modelling. [DOI:10.1016/j.apm.2022.03.034]
15. [15] Lyu, D., Song, B., Pan, G., Yuan, Z. and Li, J., 2019. Winglet effect on hydrodynamic performance and trajectory of a blended-wing-body underwater glider. Ocean Engineering, 188, p.106303. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2019.106303]
16. [16] Magano, K., Meyers, L. and Msomi, V., 2021. Developments in the investigation of underwater glider wing profile. Materials Today: Proceedings. [DOI:10.1016/j.matpr.2021.11.648]
17. [17] Yu, P., Wang, T., Zhou, H. and Shen, C., 2018. Dynamic modeling and three-dimensional motion simulation of a disk type underwater glider. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, 10(3), pp.318-328. [DOI:10.1016/j.ijnaoe.2017.08.002]
18. [18] Nakamura, M., Hyodo, T. and Koterayama, W., 2007, July. "LUNA" testbed vehicle for virtual mooring. In The Seventeenth International Offshore and Polar Engineering Conference. OnePetro.
19. [19] Wu, H., Niu, W., Wang, S. and Yan, S., 2021. An analysis method and a compensation strategy of motion accuracy for underwater glider considering uncertain current. Ocean Engineering, 226, p.108877. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2021.108877]
20. [20] Lee, S., Choi, H.S., Kim, J.Y. and Paik, K.J., 2020. A numerical study on hydrodynamic maneuvering derivatives for heave-pitch coupling motion of a ray-type underwater glider. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, 12, pp.892-901. [DOI:10.1016/j.ijnaoe.2020.10.002]
21. [21] Singh, Y., Bhattacharyya, S.K. and Idichandy, V.G., 2017. CFD approach to modelling, hydrodynamic analysis and motion characteristics of a laboratory underwater glider with experimental results. Journal of Ocean Engineering and Science, 2(2), pp.90-119. [DOI:10.1016/j.joes.2017.03.003]
22. [22] Fossen, T.I., 2011. Handbook of marine craft hydrodynamics and motion control. John Wiley & Sons. [DOI:10.1002/9781119994138]
23. [23] J. Yuh. Modeling and control of underwater robot vehicles. In IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, volume 20, pages 1475-1483, 1990. [DOI:10.1109/21.61218]
24. [24] Molland, A.F. and Turnock, S.R., 2011. Marine rudders and control surfaces: principles, data, design and applications. Elsevier.
25. [25] Seif, M.S. and Hasanvand, A., 2021. Investigating the geometry and control surface of AUV robots on hydrodynamics performance. Journal of Marine Engineering, 17(33), pp.53-64.
26. [26] Ortiz, X., Rival, D. and Wood, D., 2015. Forces and moments on flat plates of small aspect ratio with application to PV wind loads and small wind turbine blades. Energies, 8(4), pp.2438-2453. [DOI:10.3390/en8042438]
27. [27] Hasanvand, A. and Hajivand, A., 2019. Investigating the effect of rudder profile on 6DOF ship turning performance. Applied Ocean Research, 92, p.101918. [DOI:10.1016/j.apor.2019.101918]
28. [28] Hasanvand, A., Hajivand, A. and Ali, N.A., 2021. Investigating the effect of rudder profile on 6DOF ship course-changing performance. Applied Ocean Research, 117, p.102944. [DOI:10.1016/j.apor.2021.102944]
29. [29] Prestero, T.T.J., 2001. Verification of a six-degree of freedom simulation model for the REMUS autonomous underwater vehicle (Doctoral dissertation, Massachusetts institute of technology). [DOI:10.1575/1912/3040]
30. [30] Navabi M, Mirzaei H R. Dynamic Modeling and Nonlinear Adaptive Control of Mesicopter Flight. Modares Mechanical Engineering 2015; 15 (5) :1-12.
31. [31] mazare M, ghanbari P, kazemi M, Najafi M R. Dynamic Modeling and Optimal Adaptive Robust Control of an Omni Directional Mobile Robot Using Harmony Search Algorithm. Modares Mechanical Engineering 2017; 17 (8) :191-200.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |