20499

۲۰۴۹۹

شبيه سازي عددي عملكرد پروانه نيمه مغروق

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

۹۵-۹۸

۱۳۹۸/۱/۳۱

دكتر نوري

مكانيك

پروانه‌هاي نيمه مغروق نوعي از پروانه‌هاي سوپركاويتاسيون هستند كه در سطح مشترك آب‌وهوا كاركرد مناسبي همراه با هوادهي روي پره‌ها دارا هستند. اين پروانه‌ها در سرعت‌هاي بالا كارايي بهتري نسبت به ساير سيستم‌هاي پيشرانش (پروانه‌هاي معمولي و واترجت ها) دارند اما به دليل عدم تقارن نيروها و درپي آن ارتعاشات و نوسانات شديد، شرايط ويژه‌اي براي طراحي و ساخت نيازمندند. در حال حاضر سيستم رانش متداول شناورهاي تندرو، پروانه‌هاي سوپركاويتاسيوني و واترجت ها مي‌باشند؛ اما پروانه‌هاي سطحي نيمه مغروق (S.P.P) قابليت بيشتري براي كاربرد در شناورهاي تندرو دارد. تعداد زيادي از آژانس‌هاي گشت دريايي در دنيا از شناورهاي فوق‌سريع با سيستم رانش سطحي استفاده مي‌كنند كه قادرند به سرعت‌هاي بالاي 60 نات دست يابند اما در حال حاضر مهم‌ترين چالش‌هاي پيش رو براي اين پروانه‌ها كمبود اطلاعات به علت انحصاري بودن آنها در نزد شركت‌هاي سازنده و بررسي نشدن همه جنبه‌هاي عملكردي اين پروانه‌هاست. در كار پيش رو ابتدا ضرايب عملكردي پروانه مورد نظر توسط روش Sliding mesh بدست آمده است و با داده‌هاي تجربي مقايسه شده است كه مشاهده مي‌شود كه تطبيق خوبي دارند سپس فشار سطح آزاد در ضرايب پيشروي بسيار كم(۰/۱۶و۰/۳۲)، افزايش داده مي‌شود كه مشاهده مي‌شود فشار بهينه براي اين دو ضريب پيشروي ۱۰۰ پاسكال است و در اين فشار ، نيروي تراست در دو ضريب پيشروي ۰/۱۶ و۰/۳۲ به ترتيب۲/۵ و ۳/۵۸ درصد افزايش يافته است و همچنين پس از يافتن فشار بهينه ۱۰۰ پاسكال ، اين فشار براي پروانه در ضرايب پيشروي ۰/۴ و ۰/۸ اعمال شده و به ترتيب درصد افزايش تراست ۳/۲و ۲/۶ مشاهده مي‌شود و در آخر به دليل نوسانات شديد در نيروي تراست و گشتاور لحظه‌اي ، كشش سطحي يك بار بهN/m ۰/۰۵ كاهش‌يافته و بار ديگر بهN/m ۰/۰۹۸ افزايش مي‌يابد كه مشاهده مي‌شود با كاهش كشش سطحي از نوسانات نيروي تراست و گشتاور لحظه‌اي كاسته شده است و همچنين تراست ميانگين نزديك ۷ درصد افزايش يافته است.

1398/02/17

Numerical Simulation of surface piercing propeller Performance

4/19/2020 12:00:00 AM

Surface piercing propellers are a kind of supercavitation propellers that work well on the surface of the air. These propellers have better performance at high speeds than other propulsion systems (conventional propellers and waterjets), but because of the asymmetry of forces and subsequent vibrations and extreme fluctuations, they require special design and construction requirements. At present, the conventional propulsion system is supercaviting propellers and waterjets, surface piercing propellers (S.P.P) are more capable of being used on high speed vessels. A large number of marine patrol agencies in the world use ultra-high-speed vessels with Surface piercing propellers capable of reaching speeds above 60 Nats, but at present, the most important challenges for these propellers are the lack of information due to their exclusivity in the eyes of manufacturers In the foregoing work, firstly, the performance coefficients of the propeller were obtained by the method of sliding mesh and compared with the experimental data, which is shown to be good matching, then the free surface pressure increased in very low advance coefficients (0.16 and 0.32). It can be seen that the optimal pressure for these two coefficients is 100 (Pa) and at this pressure, the thrust force has increased by 2.5 and 3.58 percent in both advance coefficients of 0.16 and 0.32, respectively, and after finding the optimal pressure of 100 (Pa) , This pressure is applied to the propeller in the advance coefficients of 0.4 and 0.8, respectively, and the percentage increase in thrust is 3.2 and 2.6, respectively, and lastly due to severe fluctuations In thrust force and torque, the surface tension is reduced once to 0.05 N/m, and again increases to 0.098 N/m, which It can be seen that with decreasing surface tension, the torque and torque fluctuations are reduced, and the average Trust has increased by about 7%.