بررسی اثرات بدنه یک شناور زیر آبی بر روی عملکرد پروانه دریایی

در این مقاله جریان لزج، ترکم ناپذیر و مغشوش در اطراف یک پروانه دریایی به کمک دینامیک سیالات محاسباتی و بر پایه معادلات متوسطگیری شده ناویر-استوکس مدل می شود. حل معادلات حاکم بر حرکت سیال با استفاده از نرم افزار فلوئنت و به روش حجم محدود انجام گرفته است. چرخش پروانه در سیال با استفاده از روش شبکه لغزان اعمال می شود و جریان به صورت غیر دائم مورد تحلیل قرار گرفته است. شبکه تولید شده در اطراف پروانه شامل 540000 سلول چهاروجهی است که به صورت بی سازمان در اطراف آن توزیع شده است. این شبیه سازی در دو حالت ورودی مختلف انجام گرفته است. درحالت اول جریان ورودی به صورت یکنواخت اعمال می شود (شرایط آب باز) و در حالت دوم جریان غیریکنواخت انتهای یک شناور زیرآبی به عنوان ورودی پروانه در نظر گرفته می شود. نتایج بدست آمده از کار حاضرکه از تطابق خوبی با نتایج حاصل از روش المان مرزی برخوردار است، نشان می دهند که ضرایب نیروی محوری و گشتاور وارد بر پروانه با افزایش ضریب پیشروی کاهش می یابند. بررسی توزیع نیروی محوری تولید شده در طول شعاع پره ها نشان می دهد که %40خارجی پروانه بیشترین سهم را در تولید نیروی محوری بر عهده دارد (برابر با %63/32 ) و این در حالی است که 60 % ابتدایی پروانه کمترین سهم را داراست (برابر با %36/68 ) بررسی جریان اطراف پروانه در جریان غیر یکنواخت ناشی از حرکت شناور نشان میدهد که راندمان هیدرودینامیکی پروانه در جریان غیر یکنواخت کمتر از آب باز است. همچنین مشاهده شد که راندمان ماکزیمم در جریان غیریکنواخت نسبت به جریان آب باز به ازای ضریب پیشروی کمتری بدست می آید.

Keywords:

پروانه دریایی , دینامیک سیالات محاسباتی , شبکه لغزان , شناور زیرآبی , شرایط آبباز , جریان غیریکنواخت