مطالعه عددی ارتباط بین زاویه اسکیو و تعداد پره بر روی عملکرد هیدرودینامیکی یک پروانه زیر دریایی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

در مطالعه حاضر، ارتباط بین زاویه اسکیو و تعداد پره بر عملکرد هیدرودینامیکی یک پروانه زیردریایی به صورت عددی با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) بررسی شده است. بدین منظور، تعداد سه پره مختلف (۳، ۵ و ۷) و چهار زاویه اسکیو مختلف (از ۰ درجه تا ۵۵ درجه) بر اساس مدل پروانه INSEAN E۱۶۱۹ به عنوان هندسه اصلی در نظر گرفته شده است. شبیه سازی عددی به صورت سه بعدی براساس معادلات ناویر-استوکس متوسط گیری شده رینولدز ناپایا (URANS) همراه با مدل توربولانسی SST k-ω باشد. ضرایب و راندمان هیدرودینامیکی با نتایج عددی و آزمایشگاهی موجود در ضرایب پیشروی (J) مختلف مقایسه و تطابق خوبی به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش تعداد پره، ضرایب هیدرودینامیکی بهبود یافته است. تداخل بین ۷ پره، ناحیه ویک منفی در مکان های نزدیک به پره های پروانه زیر دریایی که منجر به تولید راندمان هیدرودینامیکی بالاتری نسبت به سایر پروانه ها می شود، از بین می برد. حداکثر ضریب گشتاور توسط پروانه با ۷ پره بدست آمده است که نسبت به پروانه با ۳ پره در شرایط J=۰.۸ در حدود ۱۱/۸% افزایش یافته است. علاوه بر این، زاویه اسکیو پایین، مقدار کمی عملکرد بالاتری نسبت به پروانه با زاویه اسکیو بالا داشته است. به طور کلی، راندمان هیدرودینامیکی پروانه با زاویه اسکیو برابر ۰ درجه در حدود ۱۹/۴% در مقایسه با پروانه با زاویه اسکیو ۵۵ درجه در شرایط J=۰.۸۸ افزایش یافته است.

کلیدواژه ها:

پروانه ، زاویه اسکیو ، تعداد پره ، هیدرودینامیک ، دینامیک سیالات محاسباتی