Skip to main content
Erschienen in: Arabian Journal for Science and Engineering 3/2023

02.07.2022 | Research Article-Mechanical Engineering

Effect of the Biomimetic Spine-Covered Protrusions (BSCPs) Height and Arrangement on SUBOFF Bare Hull Model Drag

verfasst von: Jin Shi, Honggen Zhou, Xiaoming Feng, Guizhong Tian, Zhongxu Lian

Erschienen in: Arabian Journal for Science and Engineering | Ausgabe 3/2023

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The main aim of this work is to investigate the effect of the biomimetic spine-covered protrusions structure (BSCPs) inspired by pufferfish spines on the small autonomous underwater vehicles (AUVs) hull drag. The BSCPs with eight different heights (0.3–1 mm, 0.1 mm interval) and two arrangements (average and staggered arrays) are applied to a bare submarine hull (SUBOFF) at zero angle of pitch and yaw, and a plain hull is introduced for comparison. CFD-RANS method is used to simulate flow over the hull at a Reynolds number of 1.4 × 106. The drag results show that the staggered arrays have the optimal drag reduction performance, with a maximum drag reduction of 9.47% for the BSCPs height of 0.3 mm. Although the hull pressure drag with BSCPs increases, the reduction in viscous drag is superior. Skin-friction coefficient reflects significantly lower BSCPs hull shear stress than plain hull. The reverse vortex prevents the ejection of low-velocity fluids and impedes sweeping of high-velocity fluids, effectively reducing the generation of Reynolds stresses near the wall. The combined reduction in shear and Reynolds stress leads to viscous drag decrease. The boundary layer developing downstream of the small-scale BSCPs has the more strong anti-separation ability. Furthermore, the BSCPs inhibit the vorticity motion, thereby hinders turbulent outbursts and reduces turbulence intensity. Future activities may involve the application of optimized BSCPs structure parameters on different AUVs hulls.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
28.
Zurück zum Zitat Groves, N.C., Huang, T.T., Chang, M.S.: Geometric Characteristics of DARPA Suboff Models: (DTRC Model Nos. 5470 and 5471). David Taylor Research Center. Groves, N.C., Huang, T.T., Chang, M.S.: Geometric Characteristics of DARPA Suboff Models: (DTRC Model Nos. 5470 and 5471). David Taylor Research Center.
31.
Zurück zum Zitat Liu, H.L., Huang, T.T.: Summary of DARPA SUBOFF experimental program data. No. CRDKNSWC/HD-1298–11. Naval Surface Warfare Center Carderock Div Bethesda MD Hydrodynamics Directorate (1998) Liu, H.L., Huang, T.T.: Summary of DARPA SUBOFF experimental program data. No. CRDKNSWC/HD-1298–11. Naval Surface Warfare Center Carderock Div Bethesda MD Hydrodynamics Directorate (1998)
Metadaten
Titel
Effect of the Biomimetic Spine-Covered Protrusions (BSCPs) Height and Arrangement on SUBOFF Bare Hull Model Drag
verfasst von
Jin Shi
Honggen Zhou
Xiaoming Feng
Guizhong Tian
Zhongxu Lian
Publikationsdatum
02.07.2022
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Arabian Journal for Science and Engineering / Ausgabe 3/2023
Print ISSN: 2193-567X
Elektronische ISSN: 2191-4281
DOI
https://doi.org/10.1007/s13369-022-07027-6

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2023

Arabian Journal for Science and Engineering 3/2023 Zur Ausgabe

RESEARCH ARTICLE - SPECIAL ISSUE - Frontiers in Parallel Programming Models for Fog and Edge Computing Infrastructures

Utilizing Index-Based Periodic High Utility Mining to Study Frequent Itemsets

RESEARCH ARTICLE - SPECIAL ISSUE - Frontiers in Parallel Programming Models for Fog and Edge Computing Infrastructures

Analysis and Prediction of Adverse Reaction of Drugs with Machine Learning Models for Tracking the Severity

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.