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·2025
Study on the Effect of Elevators in the Vertical Plane on the Motion Performance of a Twin Hybrid Autonomous Underwater Vehicle by Simulation
Jiafeng Huang, Kele Zhou, Hyeung‐Sik Choi, Ruochen Zhang, Phan Huy Nam Anh, Dongwook Jung, Mai The Vu
IF 2.8 (2025) Journal of Marine Science and Engineering
초록

쌍동(트윈) 하이브리드 자율 수중 무인체(Twin Hybrid Autonomous Underwater Vehicle, THAUV)는 두 개의 부유체와 그 사이에 장착된 고정익으로 구성된 수중 모니터링 시스템이다. 이 장치는 두 개의 프로펠러 추력기와 선미 끝단에 한 쌍의 엘리베이터를 갖추고 있다. 새로운 유형의 수중 무인체로서, 수중 글라이더(UG)의 장시간 체공성과 자율 수중 무인체(AUV)의 고속 기동성, 그리고 더 큰 탑재중량을 운반할 수 있는 능력을 결합한다. 본 논문에서는 THAUV의 운동방정식을 정립하고 SIMULINK를 이용하여 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 또한 서로 다른 엘리베이터 크기 조건에서 유체역학적 파라미터를 규명하기 위해 전산유체역학(CFD)을 추가로 적용하였다. 사례 연구를 통해 엘리베이터의 서로 다른 세 가지 폭에 따른 글라이딩 성능의 영향을 분석하였으며, 여기에는 글라이딩 속도, 피칭 각, 그리고 글라이딩 궤적이 포함된다. CFD 결과는 받음각과 속도 조건이 동일할 때, 엘리베이터 편향각이 0인 경우 엘리베이터 폭이 증가할수록 THAUV에 작용하는 유체역학적 힘이 증가함을 보여준다. 받음각과 유동 속도를 고정한 CFD 조건에서는 엘리베이터 편향에 따른 유체역학적 특성의 민감도가 유의하게 더 뚜렷해졌다. 엘리베이터 편향각을 증가시키면 생성되는 유체역학적 힘이 상당히 증가하였다. 운동 시뮬레이션 결과 역시 엘리베이터 편향각의 증가는 THAUV의 글라이딩 성능을 향상시킴을 나타냈다. 비교 결과 또한 엘리베이터 폭이 더 클수록 글라이딩 성능이 개선되는 것으로 확인되었다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
ElevatorUnderwater gliderDeflection (physics)UnderwaterAngle of attackComputational fluid dynamicsDeflection angleWing
타입
Article
IF / 인용수
2.8 / 0
게재 연도
2025