حلگر شش درجه آزادی 6DOF

تئوری حلگر شش درجه آزادی 6DOF

The Theory of Six Degree of Freedom (6DOF)

حلگر شش درجه آزادی 6DOF در Ansys Fluent از نیروها و گشتاورهای جسم برای محاسبه حرکت انتقالی و زاویه ای مرکز ثقل یک جسم استفاده می کند. معادله حاکم برای حرکت انتقالی مرکز ثقل در سیستم مختصات اینرسی حل شده است (معادله 8). سرعت دورانی جسم نیز به راحتی و با استفاده از معادله (9) در مختصات تعریف شده در مرکز ثقل محاسبه می‌شود. ممان‌ها با استفاده از رابطه (10) از مختصات اینرسی به مختصات بدنه انتقال می‌یابند. در معادله (10)، R ماتریس انتقال می‌باشد.

بردار V_G: حرکت انتقالی مرکز ثقل جسم،

m: جرم و

f_G : بردار نیروی ناشی از جاذبه می‌باشد.

بردار ω_B: سرعت دورانی جسم، L تانسور ممان اینرسی و M_B بردار گشتاور بدنه هستند.

که در آن، به طور کلی، Cx=cos(x) و Sx-sin(x). زوایای θ، ϕ و ψ زوایای اویلر هستند که دروان‌های زیر را نشان می‌دهد:

دوران حول محور Z (به عنوان مثال، یاو یا همان حرکت سمتی یک هواپیماها)
چرخش حول محور Y (به عنوان مثال، پیچ یا همان حرکت پیچشی یک هواپیماها)
چرخش حول محور X (به عنوان مثال، رول یا همان حرکت غلتشی یک هواپیماها)

پس از محاسبه شتاب‌های زاویه‌ای و انتقالی از معادلات (8) و (9) نرخ‌ها با انتگرال گیری عددی به دست می‌آیند. از سرعت‌های زاویه‌ای و انتقالی در محاسبات مش پویا برای به روز رسانی موقعیت بدنه صلب استفاده می‌شود.