پهپاد سمپاش کشاورزی، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

شرح پروژه (پهپاد)

هدف از این مسأله، شبیه سازی عددی پهپاد سمپاش کشاورزی (agricultural drone sprayer) با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) است.

هندسه مدل حاضر را به صورت دو بعدی با استفاده از نرم افزار دیزاین مدلر (Design Modeler) طراحی کردیم. مخزن ذخیره آب پهپاد به عنوان ورودی آب در نظر گرفته می‌شود و زاویه پرواز طرح‌ریزی شده پهپاد معادل صفر درجه است. ورودی هوا در قسمت جلویی پهپاد است؛ همه طرف‌های جانبی به عنوان خروجی فشار هستند و خود پهپاد یک دیوار در نظر گرفته شده است.

سپس مدل را با استفاده از نرم افزار انسیس مشینگ (ANSYS Meshing) مش بندی کردیم. مش بندی از نوه بدون سازمان (unstructured) بوده و تعداد 464852 سلول ایجاد شده است.

روش‌های استفاده شده

این سیستم از دو سیال مختلف تشکیل شده است؛ به طوری که هوا به عنوان سیال اولیه و سم به عنوان سیال ثانویه با چگالی 0.9512 در نظر گرفته شده است. برای شبیه سازی دو فاز سم و هوا از مدل چندفازی اویلرین (eulerian multiphase) استفاده شده است.

سم با سرعت 5 متربرثانیه با شتاب گرانشی 9/81- m/s² در راستای محور y وارد دامنه محاسباتی می‌شود؛ در حالی که سرعت هوا 15 متربرثانیه است. علاوه براین، مدل SST k-omega برای حل معادلات سیال آشفته (turbulent) استفاده شده است.

نتایج

در پایان فرآیند حل، سرعت دو بعدی، کسر حجمی (volume fraction) هوا و آب، و همچنین انیمیشن مربوطه به دست می‌آید. ابتدا سم کشاورزی از قسمت بار پهپاد شروع به ریزش می‌کند و با گذشت زمان، سم ریزشی بر جریان هوا تأثیر می‌گذارد و درنهایت به زمین می‌رسد و آن را می‌پوشاند.