بررسي عددي و تجربي استحكام سازه‌اي كف پهپاد آب‌نشين هنگام برخورد با سطح آب

در اين مقاله شبيه‌سازي تئوري و تجربي استحكام سازه كف پهپاد آب‌نشين در فاز فرود بر روي سطح آب مورد مطالعه قرارگرفته است. در طراحي پرنده آب‌نشين محاسبه مقاومت سازه‌اي در مقابل ضربه حاصل از سطح آب به آن داراي اهميت ويژه مي‌باشد. در ابتدا برخورد كف پهپاد با سطح آب با استفاده از روش المان محدود، شبيه‌سازي عددي تداخل سازه با سيال(تحليل دوفازي) شده است. سپس با انجام يك مطالعه تجربي با سرعت متغير نتايج حاصل از حل عددي و آزمايش تجربي مورد مقايسه و ارزيابي قرارگرفته است. از مقايسه نتايج و نمودارهاي به‌دست‌آمده از روش عددي با آزمايش تجربي مشاهده گرديد كه پرتاب سقوط آزاد پرنده بر سطح آب ميتواند شبيه‌سازي بحراني‌ترين حالت براي فرود باشد. نتايج نشان مي‌دهد كه افزايش ارتفاع نزول و سرعت وسيله هنگام برخورد با سطح آب، بيشترين گراديان كرنش را در راستاي محور عمود بر كف پرنده آب‌نشين و كمترين تغييرات را در راستاي محور مماس با سطح آب به وجود مي‌آورد. مطابق داده‌هاي حاصل از معيارهاي گسيختگي تساي هيل و تساي وو براي حل عددي و آزمايش تجربي، مقادير تنش و استحكام سازه كف پرنده در محدوده مجاز طراحي قرار دارند.