بررسی ارتعاشات آزاد و اجباری شفت و پروانه شناور با استفاده از کوپل حجم محدود المان مرزی و المان محدود

هدف از ارائه این مقاله ارائه الگوریتم کاربردی جهت تحلیل ارتعاشات شفت - پروانه در شناورهای دریایی می­ باشد. در ابتدا شناور زیر­سطحی در سرعت­ های مختلف در حالت ناپایا با استفاده از روش حجم محدود مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده از این تحلیل میدان دنباله پاشنه شناور و ورودی به پروانه در زمان­ های مختلف استخراج شده است. میدان جریان ورودی به پروانه در کد المان مرزی لحاظ شده است و با استفاده از این کد پروانه شناور در حالت ناپایا مورد تحلیل قرار گرفته است و نیروها و گشتاورهای اصلی و جانبی روی پروانه استخراج شده است. سپس داده ­های به دست آمده از روش المان­ مرزی به همراه هندسه دقیق شفت و پروانه با استفاده از روش المان­ محدود مورد بررسی قرار گرفته است. فرکانس طبیعی و اجباری پروانه در مودهای ارتعاشی مختلف تعیین شده ­اند. با توجه به داده های به دست آمده از آنالیز عددی المان محدود، بیشترین جابجایی پروانه مربوط به نوک پره در حالت ارتعاشات اجباری می­ باشد.

Keywords:

Propeller vibration , shaft , Boundary Element Method (BEM) , Finite Element Method (FEM) , Finite Volume Method (FVM). , ارتعاشات پروانه , شفت , المان مرزی , المان محدود , حجم محدود