تحلیل عددی هیدرودینامیکی شناور نظامی با پروانه دوتایی موازی و اثر شکل پاشنه

یکی از مهمترین فاکتورها در بهره گیری از شناورهای نظامی، قابلیت مانورینگ بسیار زیاد می باشد. تعیین فاصله بهینه بین پروانه های و از بدنه شناورها و از طرفی زاویه جریان ورودی به پروانه ها از مسائل بسیار پیچیده بوده که طراحان کشتی ها نگاه ویژه ای به آن دارند. در این مقاله به شبیه سازی و نحلیل هیدرودینامیکی یک شناور نظامی با در نظر گرفتن دو پروانه مخالف چرختده، با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته است. جهت شبیه سازی این فرایند از نرم افزار فلوئنت ۱۴/۵ استفاده شده است. یکی از بخشهایی که شکل آن در میزان نیروهای مقاومت وارد بر بدنه شناور موثر است، شکل پاشنه شناور می باشد. در این تحقیق از فرم بدنه شناور فریگیت DTMB۵۴۱۵ استفاده شده است که در قسمت اول با تغییر دادن زاویه انحنا و جابجایی محل انحنای پاشنه، در چند حالت بهترین شکل پاشنه از نقطه نظر هیدرودینامیکی انتخاب شده است. در مرحله بعد دو پروانه از نوع پروانه های مخالف چرخنده را در پشت پاشنه انتخابی قرار داده و برای زاویه شافت صفر درجه و دو درجه، تحلیل صورت گرفته است. برای شبیه سازی جریان آشفته از مدل دو معادله ای k-ɛ RNG استفاده شده است. تحلیل به صورت جریان دو فاز در نظر گرفته شده و مدلسازی جریان دو فازی نیز با در نظر گرفتن روش volume of fluid method تحقق یافته است.

Keywords:

دینامیک سیالات محاسباتی , شبیه سازی سه بعدی , مدل آشفتگی k-ɛ RNG , مدل دو فازی VOF