شبیه سازی عددی غیردائم جریان دنباله یک پروانه دریائی با استفاده از مدل URANS

بررسی میدان جریان پشت پروانه های دریایی به دلیل کاربرد فراوان در شناسائی شناورها و تخمین نویز هیدرودینامیکی آن ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در تحقیق حاضر، جریان دائم و غیردائم دنباله یک پروانه دریایی توسط نرم افزار متن باز اوپن فوم و حلگرهای سیمپل فوم و پیمپل دایم فوم شبیه سازی شده است. نتایج بدست آمده از منحنی عملکرد و دنباله جریان نزدیک پروانه با داده های آزمایشگاهی موجود اعتبارسنجی شده است که تطابق بسیار خوبی را نشان می دهد. نتایج مطالعه شبکه در ناحیه دنباله نشان می دهد که بر خلاف کمیت های کلی جریان، شبکه استفاده شده در این ناحیه به شدت بر روی نتایج میدان دنباله تاثیرگذار است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مدل سازی دائم به روش معادلات RANS برای محاسبه ضرایب هیدرودینامیکی مناسب بوده و با هزینه محاسباتی کمتر و دقت مناسب نسبت به روش غیردائم URANS نتایج را پیش بینی می کنند. از طرف دیگر، بررسی صحیح نوسانات جریان و ناپایداری های جریان گردابه ای، تنها با انجام شبیه سازی های غیردائم و شبکه مناسب امکان پذیر است. در این مقاله همچنین اثر ضریب پیشروی بر ساختار جریان گردابه ای در ناحیه دنباله بررسی شده است. مقایسه کیفی نتایج این تحقیق و نتایج مشابه موجود از مدل دقیق تر DES نشان می دهد که روش URANS به شرط استفاده از شبکه مناسب، توانایی بسیار بالایی در مدل سازی میدان دنباله دارد. این روش حجم شبکه مورد نیاز و زمان اجرا را ضمن حفظ دقت نتایج، به میزان بسیار چشمگیری کاهش می دهد.

Keywords:

Marine propeller , Wake simulation , Vortex visualization , unsteady simulation , Flow pattern , پروانه دریایی , شبیه سازی دنباله جریان , آشکارسازی گردابه , شبیه سازی غیردائم , الگوی جریان