نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی

2 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی دریا دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار

3 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی دریا دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار

چکیده

در این تحقیق مدلسازی پروانه دریایی در فضای سه بعدی با استفاده از نرم افزار تجاری انسیس-فلوئنت انجام میگردد که تحلیل دینامیک سیالات برای دو نمونه از پروانه با مشخصات متفاوت از پروانه سری B و مدل استاندارد 3686 انجام شده است. در این تحقیق با در نظر گرفتن ضرایب بی بعد تراست ( )،گشتاور ( ) و راندمان( ) بر حسب ضریب پیشروی ( ) ، عملکرد پروانه مورد ارزیابی قرار گرفته است. با توجه به تحلیلهای انجام شده ضرایب تراست و گشتاور نسبت به نتایج آزمایشگاهی با تخمین مناسبی محاسبه گردیده است. تطابق نتایج تحلیل عددی با اعمال مدل توربولانس در شبیه سازی های انجام شده با در نظر گرفتن داده های آزمایشگاهی نشان داده شده است. در این تحقیق با استفاده از سه مدل پروانه و روش‌ عددی RANS، به بررسی عملکرد سیستم رانش در شرایط متفاوت پرداخته ‌شده است و قابلیت این روش‌ عددی را در پیش‌بینی ویژگی‌های سیستم‌ ارزیابی می نماییم. همچنین در این مطالعه، جهت یافتن ابعاد دامنه‌ی محاسباتی بهینه در شبیه‌سازی پروانه کاملاً مغروق، 20 دامنه محاسباتی با ابعاد متفاوت مورد مطالعه عددی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Determination of Computational Domain for a Marine Propeller Geometry By Using Numerical Method

نویسندگان [English]

  • M Ahmadzadeh 1
  • M.R Negahdari 2
  • A Mansoory 3

1 Chabahar Maritime University

2 Chabahar Maritime University

3 Chabahar Maritime University

چکیده [English]

In this research, simulation of a marine propeller at 3-D geometry by using the commercial software of ANSYS-FLUENT was presented. In this study a fluid dynamic analysis for two models namely, B-Series and standard model 3686 was conducted.
Numerical results with considered turbulence models were found to be in acceptable agreement with the experimental results. In this paper, performance of the propeller was investigated at different range of advance coefficient (J) by considering KT, Kq and η coefficients. Thrust and Torque coefficients were estimated and found to be in good agreement with the experimental results. In order to find the optimum domain, twenty computational domains were examined.

کلیدواژه‌ها [English]

  • B-Series Propeller
  • Performance curve
  • Thrust coefficient
  • Torque coefficient
  • CFD
  • Turbulence model

[1] Chen, B., Stern, S., “Computational Fluid Dynamics of Four-Quadrant Marine-Propulsor Flow”, Journal Of Ship Research, Vol.43, No.4, pp. 218-228, 1999.

 

[2] Larsson, L., Regnström, B., “Numerical Optimisation of Propeller-Hull Configurations at Full Scale”, Journal of Marine Engineering and Technology, No. A8, 2006.

 

[3] Grassi, D., Brizzolara, S.“ Numerical Analysis of Propeller Performance by Lifting Surface Theory”, 2nd International Conference on Marine Research and Transportation, 2007.

 

[4] Dymarski, P., “Computations of the Propeller Open Water Characteristics Using the Solga Computer Program, Prediction of the Cavitation Phenomenon”, Archives of Civil and Mechanical Engineering. Vol. 8, No. 1, 2008.

 

[5] Tocu, A. M, Amoraritei, M., “Numerical Study of the Flow Field Around a Ship Hull Including Propeller Effect”, Journal of Maritime Research, Vol. 5, No. 3, pp. 67-78, 2008.

 

[6] Yamasaki, S., Okazaki, A., Hasuike, N., Kawanami, Y., Ukon, Y., “Numerical and Experimental Investigation into Cavitation of Propellers Having Blades Designed by Various Load Distributionsnear the Blade Tips”, First International Symposium on Marine Propulsorssmp, Trondheim, Norway, 2009.

 

[7] Arazgaldi, R., Hajilouy, A., Farhanieh, B., “Experimental and Numerical Investigation of Marine Propeller Cavitation”, Transaction B Mechanical Engineering. Vol. 16, No. 6,        pp.525-533,2009.

 

[8] Himei, K., “Numerical Analysis of Unsteady Open Water Characteristics of Surface Piercing Propeller”, Third International Symposium on Marine Propulsors, Launceston, Tasmania, Australia, 2013.

 

[9] Rijpkema, D., Starke, B., Bosschers, J., “Numerical Simulation of Propeller-Hull Interaction and Determination of the Effective Wake Field Using a Hybrid RANS-BEM Approach”, Third International Symposium on Marine Propulsors, Launceston, Tasmania, Australia, 2013.

 

[10] Alho, A. T. P., “Development of a CFD Model For Simulation Of Self-Propulsion Tests”, South Africa Reiginal Conference, 2013.

 

[11] Ghassemi, H., Taherinasab, M., “Numerical Calculations of the Hydrodynamic Performance of the Contra-Rotating Propeller (CRP) for High Speed Vehicle”, Polish Maritime Research, Vol. 20, pp. 13-20, 2013.

 

[12] Yeo, K. B. Hau, W. Y. Gong, C. M., “Computational Development of Marine Propeller Design”, Journal of Applied Science, Vol. 14, No. 10, pp. 1043-1048, 2014.

[13] Belhenniche, E. , Aounallah, M., Omar, I., Celik, F., “Effect of Geometric Configurations on Hydrodynamic Performance Assessment of a Marine Propeller”, Brodogradnja : Teorija i praksa brodogradnje i pomorske tehnike, Vol.67 No.4 Prosinac, 2016.

[14] Shamsi, R., Ghassemi, H. and Iranmanesh, M., A Comparison of the BEM and RANS Calculations for the hydrodynamic performance of the PODS, Mechanics & Industry 18, 205, 2017.

 

[15] Zhao, D.,  Guo, C.,  Su , Y.,  Wang, L.  and  Wang, C., “Numerical Study on the Unsteady Hydrodynamic Performance of a Four-Propeller Propulsion System Undergoing Oscillatory Motions”, Journal of Coastal Research,  Volume 33, Issue 2: 347-358, 2017

[16] Zhao, Q., Guo, C., Su, Y., Liu, T., Meng, X., ”Study on unsteady hydrodynamic performance of propeller in waves, Journal of Marine Science and Application, Volume 16, Issue 3, pp 305–312 , 2017

 

[17] ANSYS-FLUENT, Manual, 2017.