ارائه روند محاسبه ضرايب ديناميكي دمپينگ رول و دمپينگ پيچ يك پرتابه در شرايط پروازي مختلف به روش عددي

Presenting the calculation process of pitch and roll damping coefficients for a projectile in various flight conditions with numerical method

محاسبه مسير پرواز و طراحي خلبان خودكار از مسائل مهم در طراحي اجسام پرنده است كه مستلزم محاسبه دقيق ضرايب آيروديناميكي و به خصوص ضرايب ديناميكي مي‌باشد. اين مقاله به يك روند كلي براي محاسبه دو ضريب ديناميكي دمپينگ رول و دمپينگ پيچ با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي مي‌پردازد. از روند ارائه‌شده در اين مقاله، مي‌توان براي محاسبه ضرايب ديناميكي دمپينگ پيچ و دمپينگ رول تمامي پرتابه‌ها و اجسام پرنده استفاده نمود. اين ضرايب از طريق نرم‌افزار فلوئنت و با استفاده از تكنيك‌هاي ديناميك مش استخراج خواهند شد. در مقاله حاضر بحث مطالعه شبكه و مدل توربولانسي نيز انجام و درنهايت براي هركدام از اين ضرايب مدل توربولانسي مناسب انتخاب ‌شده ‌است. در اين روند ابتدا ضرايب گشتاور رول و گشتاور پيچ با استفاده از تكنيك‌هاي ديناميك مش استخراج مي‌شوند و سپس با استفاده از روابطي كه در مقاله ارائه ‌شده‌اند ضرايب ديناميكي محاسبه ‌مي‌شوند. به منظور اعتبارسنجي، ضرايب ديناميكي يك پرتابه با‌ استفاده از اين روند محاسبه شده‌اند و نتايج آن با مقالات معتبر خارجي اعتبارسنجي مي‌شوند. تطابق قابل قبول نتايج كار حاضر با مراجع معتبر، صحت روند ارائه ‌شده در اين مقاله را براي محاسبه ضرايب ديناميكي به اثبات مي‌رساند.

Computation of flight trajectory and autopilot design are important issues in design of flying objects, requiring accurate calculation of aerodynamic, esp. dynamic, coefficients. This article discusses a general process of calculating roll and pitch damping coefficients with CFD, which can be used to calculate roll and pitch damping coefficients for all flying objects and projectiles. These coefficients are extracted by using Fluent software as well as dynamic mesh techniques. This article also contains grid and turbulence modeling studies to provide appropriate turbulence model for each of these coefficients. In this process, roll and pitch moment coefficients are first extracted by dynamic mesh techniques in Fluent, and then, the dynamic coefficients are computed by using relations that are presented in this article. In order to validate the process, the dynamic coefficients for a projectile are computed and results are weighed against those obtained by foreign valid articles. Acceptable agreement between the results of current work and those of valid references demonstrates the accuracy of the process presented in this article to compute dynamic coefficients.