شبیه سازی عددی جریان روی ملخ یک قایق پرنده در شرایط کاری مختلف

قایقهای پرنده، که از انواع اصلی شناورهای اثر سطحی محسوب میشوند، در فاصله اندکی بالاتر از سطح آب پرواز میکنند. این شناورها قادرند از سطح آب به عنوان باند پرواز خود استفاده نموده و پس از سرعت گرفتن از آب جدا شوند. در برخی از قایقهای پرنده، نیروی پیشران از طریق ملخ تامین میشود. مقدار نیروی پیشرانش تولید شده توسط ملخ در شرایط کاری مختلف متفاوت است و به پارامترهایی چون هندسه ملخ و سرعت پرنده وابسته است. در این مطالعه ابتدا ملخ یک قایق پرنده به قطر ۲ m، سرعت دورانی ۲۲۰۰ RPM و سرعت پیشروی ۱۸۰ km/h شبیه سازی شد، در این پژوهش از یک روش عددی برای شبیه سازی جریان روی ملخ این قایق پرنده استفاده شده است. تولید شبکه محاسباتی توسط نرم افزار ANSYS Meshing انجام گرفته است و جریان نیز با استفاده از نرم افزار ANSYS CFX حل شده است. پس از تایید شبیه سازی اولیه، اثر پارامترهایی چون سرعت دورانی ملخ، زاویه گام پره و سرعت پیشروی پرنده بر نیروی تراست و تورک ملخ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق بیانگر آن است که با افزایش دور ملخ، ضریب درگ و لیفت مقاطع ایرفویلی و به تبع آن تراست و تورک تولید شده افزایش می یابد . افزایش زاویه گام پره نیز نتایج مشابهی نسبت به افزایش دور ملخ دارد. اما افزایش سرعت پیشروی پرنده، موجب کاهش زاویه حمله روی مقاطع ایرفویلی شده و با کاهش ضریب درگ و لیفت مقاطع ایرفویلی، تراست و تورک ملخ کاهش یافته است.

Keywords:

قایق پرنده , ملخ , شبیه سازی عددی , نیروی تراست , تورک.