fa طراحی زیست الهام و تحلیل هیدرودینامیکی یک وسیله زیرسطحی اکتشافی بر پایه شکل بدن نیزه ماهی نیزه بلند طراحي، هیدروديناميك و ساخت زيرسطحي Submarine Hydrodynamic & Design مقاله پژوهشي Research Paper <span style="color:#000000;"><span style="font-size:12pt"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span lang="AR-SA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">نیزه‌ماهی نیزه‌بلند به عنوان یکی از سریع‌ترین شکارچیان اقیانوس و از خانواده نیزه‌ماهی‌ها با سرعتی در حدود </span></span><span lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">۱۱۰</span></span><span lang="AR-SA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> کیلومتر بر ساعت، دارای بدنی کشیده است که موجب کاهش اغتشاش جریان، کمینه‌سازی نیروی پسا و افزایش پایداری حرکتی </span></span><span lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">آن </span></span><span lang="AR-SA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">می‌شود</span></span><span dir="LTR" style="font-size:11.0pt">.</span><span style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> در این پژوهش، طراحی یک وسیله زیرسطحی اکتشافی با الهام از فرم کلی بدن نیزه‌ماهی نیزه&shy;‌بلند مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا ویژگی‌های مورفولوژیکی و هیدرودینامیکی نیزه‌ماهی نیزه&shy;‌بلند و رفتار جریان پیرامون فرم کلی بدن آن، به‌ویژه در بیشینه سرعت شنا معادل </span></span><span lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">۳۱</span></span><span lang="AR-SA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> متربرثانیه و سرعت&shy;‌های کمتر جهت اعتبارسنجی با نتایج تجربی موجود مطالعه شده است. سپس، با استفاده از فرم کلی بدن این ماهی و با اعمال تغییرات مناسب هندسی، مدل اولیه یک وسیله زیرسطحی طراحی و توسعه یافته است. در ادامه، انتخاب محل، زاویه نصب و تعداد سطوح کنترلی مناسب براساس ساختار بدن نیزه‌ماهی نیزه‌&shy;بلند صورت گرفته است. شبیه&shy;‌سازی عددی برای هندسه زیرسطحی زیست&shy;‌الهام طراحی&shy;‌شده در سرعت&shy;‌های مختلف انجام شده و نتایج حاصل برای این هندسه با هندسه مرجع دارای سطح ترشده تقریبا یکسان مقایسه گردیده است. </span></span><span lang="AR-SA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">نتایج عددی نشان می&shy;‌دهد ضریب پسای هندسه زیرسطحی زیست‌الهام بین 31 تا 52 درصد کمتر از هندسه زیرسطحی موجود است. </span></span><span lang="AR-SA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">این نتیجه نشان می&shy;‌دهد بهره‌گیری از اصول زیست‌الهام در طراحی وسایل زیرسطحی می‌تواند به طور مؤثری موجب بهبود عملکرد هیدرودینامیکی شده و در توسعه سامانه‌های زیرسطحی و پیشران‌های کارآمد برای کاربردهای دریایی مورد استفاده قرار گیرد.</span></span></span></span></span></span></span> <span style="font-size:12pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span lang="EN" style="font-size:10.0pt">The longnose spearfish, one of the fastest ocean predators and a member of the billfish family, can reach speeds of about 110 km/h. It possesses a slender and highly hydrodynamic body that reduces flow disturbances, minimizes drag, and enhances motion stability. In this study, the design of an </span><span style="font-size:10.0pt">e</span><span lang="EN" style="font-size:10.0pt">xploratory underwater vehicle inspired by the overall body form of the longnose spearfish is investigated. First, the morphological and hydrodynamic characteristics of the longnose spearfish and the flow behavior around its general body shape are examined, particularly at its maximum swimming speed of 31 m/s, as well as at lower speeds for the validation with the available experimental results. Subsequently, using its general body shape and applying proper geometric </span><span style="font-size:10.0pt">modifications</span><span lang="EN" style="font-size:10.0pt">, an initial model of the underwater vehicle is designed and developed. The appropriate location, installation angle, and number of control surfaces compatible with the body structure of the spearfish are then analyzed. Numerical simulations are carried out for the designed bio‑inspired underwater vehicle at different speeds and the results are compared with those of a reference geometry having nearly the same wetted surface area. The numerical results show that the drag coefficient of the bio‑inspired geometry is approximately between %31 to %52 lower than that of the existing underwater vehicle geometry. This finding indicates that applying bio‑inspired design principles can significantly improve hydrodynamic performance and may contribute to the development of more efficient underwater systems and propulsion technologies for marine applications.</span><span lang="AR-SA" dir="RTL" style="font-size:10.0pt"></span></span></span><br> &nbsp; طراحی بیومیمتیک,تحلیل هیدرودینامیکی,بهینه‌سازی بدنه زیرسطحی,کاهش پسا,مورفولوژی نیزه‌ماهی Bio-inspired design,Hydrodynamic analysis Submersible hull optimization,Drag reduction,Sailfish morphology 109 120 http://marine-eng.ir/browse.php?a_code=A-10-1998-1&slc_lang=fa&sid=1 Yousef Riyazati یوسف ریاضتی yousef.riyazati77@sharif.edu 10031947532846006315 10031947532846006315 No Sharif University of TechnologyAerospace Engineering Department دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی هوافضا Kazem Hejranfar کاظم هجران فر khejran@sharif.edu 10031947532846006316 10031947532846006316 Yes Sharif Universit of Technology دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی هوافضا