تحلیل هیدرودینامیکی سیستم پیش برنده پروانهای برای یک شناور زیرسطحی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه صنعتی امیرکبیر،

چکیده

با استفاده از الگوریتم روش المان مرزی، تحلیل هیدرودینامیکی برای سیستم پیش برنده پروانهای یک شناور زیرسطحی، ارائه شده است. شناورهای زیرسطحی، عموماً در دو شرایط عمقی و سطحی حرکت میکنند، لذا نیروی مقاوم و راندمان عملکرد شناور در این دو شرایط متفاوت است. در این مقاله، با استفاده از روش المان مرزی تحلیل هیدرودینامیکی پروانه در دو شرایط سطحی و عمقی، مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد. از نقطه نظر طراحان، پروانه‌ی هر شناور باید دارای نیروی محوری (تراست) لازم برای غلبه بر نیروی مقاومت آب، کمترین گشتاور و در عین حال بالاترین راندمان را داشته باشد. پروانه اسکیودار 5 پره ای برای شناور زیرسطحی انتخاب شده است. این پروانه در پاشنه‌ی شناور کار می‌کند؛ در محلی که جریان ورودی به پروانه غیریکنواخت است. با استفاده از نیروی محوری مورد نیاز در سرعت طراحی مورد نظر، ابعاد هندسی پروانه پیش‌گویی شده است. نتایج محاسبات، شامل توزیع فشار و عملکرد هیدرودینامیکی (تراست، گشتاور، راندمان) پروانه در شرایط اوپن واتر و شرایط واقعی به دست آمده است. نتایج، نشان می‌دهد راندمان پروانه در شرایط عمقی، بیشتر از شرایط سطحی می‌باشد. توزیع فشار و عملکرد هیدرودینامیکی پروانه در شرایط اوپن واتر با نتایج تجربی نشان می‌دهد، نتایج محاسبات با روش حاضر رضایت بخش و مطلوب است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Hydrodynamic Analysis of Marine Propeller for an Underwater Vehicle

نویسنده [English]

  • Hasan Ghassemi
Amirkabir University of Technology,
چکیده [English]

An algorithm based on the Boundary Element Method (BEM) is employed to evaluate the hydrodynamic performance of the marine propeller used in an underwater vehicle (UV). Since UVs are operating at two different working conditions (surface and submerged conditions), thus the drag force and propeller performance are different.In this paper the analysis of the hydrodynamic performance at two submerged and surface conditions is presented. From the propulsor designer view point, marine propeller should provide the highest possible thrust, minimum torque and the highest efficiency. A High Skew Propeller (HSP) of 5-bladed is chosen for running the underwater vehicle. This propeller is operating at the stern of the hull, where the inflow velocity to the propeller is non-uniform. The main dimensions of the propeller are predicted based on the given required thrust and the defined operating condition. The calculation results show that the pressure and the hydrodynamic characteristics of the HSP at open water are in a good agreement with the experimental data.It is concluded that the presented method is a practical numerical tool to obtain the hydrodynamic characteristics of the propeller for the underwater vehicles.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Boundary Element Method
  • Hydrodynamic Analysis
  • Underwater Marine Propeller
  • Surface and Submerged Conditions
CAPTCHA Image