תכנה שפותחה בטכניון עשויה להפחית רעש וגרר במסוקים

פרופ’ סטיבן פרנקל

במשרד הבטחון ציינו לאחרונה 30 שנה לשיתוף הפעולה המחקרי בין צבא ארה”ב למשרד הביטחון הישראלי. במסגרת המפגש הציג פרופ’ סטיבן פרנקל, ראש המעבדה לזרימה חישובית (CFD) בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון, תוצאות עדכניות שהושגו בעזרת תכנה חדשה לסימולציות אווירודינמיקה אשר פיתח עם צוותו בטכניון. התכנה, שזכתה לשם MIRACLES, הפיקה סימולציות בעלות דיוק חסר תקדים בהקשר של אווירודינמיקת מסוקים.

תוצאות הסימולציות שהציג פרופ’ פרנקל נוגעות לדפוסי זרימת האוויר שנוצרים עקב פעילות רוטור המסוק בעת ריחוף במקום, ואלה הושוו למידע שתועד בתחום זה עד כה ולביצועי תוכנת Helios בה משתמש צבא ארה”ב, אשר נחשבת למתקדמת ביותר בתחום. הסימולציות בתוכנת MIRACLES הציגו מבני זרימה מורכבים שמעולם לא הוצגו בסימולציות קודמות שבוצעו בתחום. מבנים אלה נוצרים עקב התנועה המהירה של רוטור המסוק בזמן ריחוף במקום. פריצת הדרך המשמעותית ביותר שהושגה על ידי התכנה החדשה נוגעת לשימוש במודל טורבולנציה מתקדם (LES) בשילוב עם שיטות נומריות מתקדמות – שילוב המאפשר הצגה מפורטת ואמינה מאוד של סימולציות של המבנים השונים בזורם.

הקוד בתכנה החדשה עושה שימוש בשיטה המאפשרת לטפל בצורה פשוטה יחסית גם בגיאומטריות מורכבות ועדיין להישאר במסגרת מערכת קואורדינטות קרטזית ופשוטה (Immersed Boundary Method). טכניקה זו מאפשרת טיפול בגיאומטריה המורכבת של הרוטור ללא צורך בבניית רשת חישובית מסובכת, וזאת בניגוד ל-Helios. ליכולותיה של MIRACLES השלכות מרחיקות לכת בכל האמור ביישום בקרת זרימה חדשנית ואקטיבית סביב רוטור המסוק, והיא צפויה להוביל להפחתה משמעותית בגרר וברעש שיוצר הרוטור.

סימולציות בתוכנת MIRACLES המציגות מבני זרימה הנוצרים עקב התנועה המהירה של רוטור המסוק בזמן ריחוף במקום