شبيه‌سازي عددي هيدروديناميك جريان حول بدن دلفين در سيال ويسكوز

Numerical Simulation of Flow Hydrodynamic Around Dolphin Body in Viscous Fluid

بررسي بيوميمتيكي و هيدروديناميكي آبزيان به دليل پيچيدگي­ موجود در هندسه بدن و نوع حركت آبزيان، يكي از چالشي ­ترين مباحث ديناميك سيالات محاسباتي در پژوهش­ هاي اخير در اين زمينه بوده است. حركت بدن آبزي و بالاخص بخش دُم از يك سو و حركت سيال حول بدن آبزي از سوي ديگر، موجب ايجاد جريان ناپايا شده و تحليل را پيچيده ­تر كرده و نيازمند درك عميقي از برهم ­كنش سيال و بدن آبزي است. به همين منظور هدف اين پژوهش، با استفاده از يك هندسه دوبعدي دقيق از بدن دلفين، شبيه سازي عددي هيدروديناميك جريان اطراف بدن آبزي با درنظر داشتن شناي آبزي بوده و به طور خاص بررسي تغييرات ضرايب درگ و ليفت، نحوه حركت بدن و اثر آن بر ميدان سرعت و فشار و نحوه تشكيل گردابه ها در بلافاصله نزديك بدن دلفين انجام شده است. كه نتايج حاكي از تاثير قابل توجه فركانس حركت دلفين و طول متحرك دُم دلفين بر پارامترهاي ذكر شده مي­ باشد.

The biomimetic and hydrodynamic study of aquatic animals is one of the most challenging computational fluid dynamics topics in recent studies due to the complexity of body geometry and the type of flow field. The movement of the aquatic body, and particularly the tail section and the corresponding movement of fluid around the body, causes an unsteady flow and requires a comprehensive study of the interaction of fluid and aquatic body which makes the analysis more complicated. In this research, the main purpose is to investigate the numerical simulation of hydrodynamic flow around the aquatic body regarding dolphin swimming condition. Specifically, considering the precise 2D geometry of a dolphin body, the studied parameters include the drag and lift coefficients, body movement and its effect on vorticity, pressure and velocity fields immediately around the body. According to the results it can be claimed that the body movement frequency and the length of tail motion highly affect the mentioned parameters.