بررسی رفتاریک هیدروفویل نیمه مغروق شکافنده سطح، با تاکید بر مطالعه اثرسطح آزاد آب

پژوهش حاضر بمنظور بررسی اثر سطح آزاد و استخراج نیروی های وارد بریک هیدروفویل عمودی نیمه مغروق (اسنورکل) انجام شده است. هندسه پایه برای شبیه سازی ها، هیدروفویل های استانداردnaca۰۰۱۲ وnaca۰۰۱۵ با طول وتر۰/۳ متر و طول بال ۱/۷ متر است. مدل توربولانسی بکارگرفته شده مدل K-ɛ است. مسئله ی ذکرشده به روش عددی و در نرم افزارstar ccm شبیه سازی شده است. این مقاطع معمولا برای حرکت در محیط همگن همانند آب های عمیق بکارگرفته می شوند و در حالتی که در مجاور سطح آزاد قرار می گیرند عملکرد هیدرودینامیکی آن ها متفاوت خواهد بود. به همین دلیل بمنظور کاهش اثرات سطح آزاد و نیروی مقاومت موج سازی هیدروفویل عمودی، مقطع هیدروفویل تغییرداده شده و در ناحیه جلویی بصورت نوک تیز تر در آمده است. (تغییر لبه حمله) شبیه سازی ها برای سرعت های (۲/۵۷۴(m⁄s)؛ (۵/۱۴۴(m⁄s) و (m⁄s) ۷/۷۱۶) انجام شده که باتوجه به هندسه هیدروفویل، معادل اعداد فرود ۱/۵، ۳ و ۴/۵ می باشد. همچنین زاویه حمله نیز۰، ۳ و ۵ درجه در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده برای هردو حالت هندسه مقطع ۱- هیدروفویل استاندارد و ۲- هیدروفویل با نوک تیزتر نیز با یکدیگر مقایسه شده ند. بمنظور بررسی بهتر اثر سطح در شبیه سازی ها، هیدروفویل در راستای طولی خود به بخش های متعدد تقسیم شده تا سهم نیروی وارد به هربخش که دارای عمق مختلفی هستند محاسبه شوند. در شبیه سازی های این پژوهش نیروی درگ وارد به بدنه و ارتفاع سطح خیس شده بدنه هیدروفویل بررسی شد تا تاثیر سرعت و اثرسطح مشخص گردد.

Keywords:

شبیه سازی عددی , هیدروفویل عمودی نیمه مغروق , اثر سطح