Modeling the effect of sea currents on a mobile robotic complex near a bearing surface

Abstract

В статье путем трехмерного численного моделирования рассматривается воздействие морского течения на мобильный робототехнический комплекс (МРК), предназначенный для проведения регламентных операций по диагностике внешних поверхностей объектов морского базирования. Моделирование проводилось в программном пакете OpenFOAM, построены упрощенные модели МРК, на основе которых создавались сеточные модели расчетной области. Рассматривалось воздействие течений со скоростями от 0.5 до 2 м/c на 3 геометрические конфигурации, соответствующие различным положениям МРК в пространстве. Воздействие определялось действующими на поверхность МРК силами и моментами. Для скорости течения 1.5 м/c при помощи расширенных расчетных моделей были уточнены значения действующих сил и моментов на МРК, полностью погруженный в воду, и получены значения нагрузок, действующих при частичном погружении МРК в воду. Отдельно рассмотрена нагрузка на кабель управления МРК. По полученным величинам нагрузок сделаны выводы о возможности эксплуатации МРК при определенных скоростях течения, на основе которых выдвинуты предложения по модернизации конструкции МРК. Using three-dimensional numerical modeling, the article examines the effect of sea currents on a mobile robotic complex (MRC) designed to carry out routine operations to diagnose the external surfaces of sea-based objects. The simulation was carried out in the OpenFOAM software package, simplified models of the MRC were built, on the basis of which grid models of the computational domain were created. The effect of currents with velocities from 0.5 to 2 m/s on 3 geometric configurations corresponding to different positions of the MRC in space was considered. The effect was determined by the forces and moments acting on the surface of the MRC. For a flow velocity of 1.5 m/s, using advanced calculation models, the values of the acting forces and moments on the MRC, completely immersed in water, were clarified, and the values of the loads acting when the MRC was partially immersed in water were obtained. The load on the MRC control cable is considered separately. Based on the obtained load values, conclusions were drawn about the possibility of operating MRC at certain flow velocities, on the basis of which proposals were put forward for modernizing the design of MRC.