NMOHEMS探头外形对其下沉运动的影响分析

NMOHEMS探头是一种由无人机运载的小型投掷式探头,采用混合网格技术结合湍流模型,建立了探头下沉运动的数值计算方法,分析了导流腔、收缩段及尾翼对探头下沉运动的影响;通过6种外形探头在不同雷诺数下的阻力系数和相同质量下的极限速度对比,发现探头外形对其下沉运动数值计算的结果影响较大;其中导流腔和收缩段均具有明显的减阻作用,且收缩段的影响更大,而尾翼具有一定的增阻作用;lgRe在2.3～3.8时,6种外形探头的阻力系数差别较大,随着雷诺数的增加,阻力系数均迅速减小;lgRe在3.8～5.1时,6者的阻力系数比较接近,虽仍然保持减小趋势,但变化趋于缓慢。NMOHEMS探头的体型较小,下沉速度较慢,对其下沉运动进行数值计算时,必须考虑外形对数值计算结果的影响。

NMOHEMS探头下沉运动的三维仿真方法研究

为研究NMOHEMS探头下沉运动过程中各运动参数及流场的变化情况,基于转捩模式,采用三维动态混合网格模型的动网格技术,建立了NMOHEMS探头下沉运动的三维仿真方法,实现了对探头下沉过程的数值仿真;并对转捩的临界雷诺数进行了分析,通过选取不同雷诺数进行转捩,并将计算结果与实验结果对比,初步判断常温淡水环境下转捩的临界雷诺数约为300;仿真计算结果中的深度、速度和加速度变化均与实验结果吻合较好,证明了该三维仿真方法是合理可行的。工作可为NMOHEMS系列探头的设计及其运动的数值仿真提供理论基础。