Введение. 
Методика расчета гидродинамических коэффициентов АНПА

Адекватная математическая модель движения автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) необходима для синтеза системы управления подводным аппаратом [1−7]. В работе математическая модель АНПА разрабатывается с использованием общих и частных законов природы. Математическая модель движения АНПА описывает перемещения подвижного объекта в вязкой среде, поэтому для синтеза адекватной модели требуется с достаточной точностью получить гидродинамические зависимости. На рис. 1 приведен внешний вид исследуемого аппарата. Математическая модель движения подводного аппарата приведена в [8, 9].

Рис. 1. — Схема для определения высоты падения центра тяжести

Определение гидродинамических коэффициентов средствами вычислительной гидродинамики

Расчет гидродинамических коэффициентов производится в программном комплексе Numeca FINE/Hex [10]. Процедура гидродинамического расчета с использованием программного комплекса имеет вид:

• 1) создание расчетной области;
• 2) импортирование созданной геометрической модели в пакет NUMECA International;
• 3) задание граничных условий на поверхностях полученной области;
• 4) генерация сетки;
• 5) выбор основных параметров среды;
• 6) выбор математической модели, описывающей кинематику и динамику сплошной среды;
• 7) задание начального приближения к решению;
• 8) задание вычислительных параметров (т.е. величин, которые определяют используемые алгоритмы вычислительных процессов);
• 9) задание выходных параметров и типов их представлений после вывода;
• 10) запуск модели на расчет в вычислительном модуле и контроль сходимости процесса расчета;
• 11) просмотр полученных результатов расчета с помощью блока CFView.

В работе для описания кинематики и динамики сплошной среды была выбрана система уравнений Навье-Стокса с учетом турбулентности по Спаларт-Альмаресу. Сеточное разбиение расчетной области произведено с использованием подпрограммы HEXPRESS. Были заданы следующие начальные приближения: угол атаки 20 градусов, угол скольжения 0 градусов, характерные значения скорости движения аппарата 1, 3, 5, 7 м/с.