پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 419 |
| تعداد مقالات | 5,516 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,268,235 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,426,856 |
آنالیز عددی پروانه نیمه مغروق در حالت آب آزاد با استفاده از توسعه روش المان مرزی بر پایه جریان پتانسیل | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 6، دوره 49، شماره 1، اردیبهشت 1396، صفحه 51-66 اصل مقاله (6.79 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2016.662 | ||
| نویسندگان | ||
| احسان یاری؛ حسن قاسمی* | ||
| دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| با توجه به اینکه الگوریتم طراحی پروانه نیمه مغروق تحت تاثیر پارامترهای هندسی و فیزیکی زیادی مرتبط است؛ لذا نیاز به ارائه روش مناسب و ابزار محاسباتی است که با در نظر گرفتن اثر تغییر کلیه پارامترها، به تحلیل جریان بر روی پروانه بپردازد. هدف اصلی از مطالعه حاضر توسعه روش المان مرزی بر پایه پتانسیل جهت تحلیل پروانه نیمه مغروق در حالت ناپایا، تحت شرایط آب آزاد می‌باشد. به کمک مفهوم مشتق مادی و با استفاده از شرط مرزی سینماتیکی؛ قابلیت بررسی رشد، توسعه و تغییرات ضخامت ناحیه هوادهی-کاویتاسیونی در هر دو راستای کورد و شعاعی پره بصورت ناپایا در محدوده گسترده‌ای از ضرایب پیشروی سرعت ایجاد شده است. بر اساس نتایج استخراج شده، در ضرایب پیشروی سرعت بالا انطباق بسیار خوبی بین مقادیر بدست آمده از شبیه سازی عددی در مقایسه با داده های تجربی و مشاهدات هوادهی وجود دارد. با کاهش ضریب پیشروی سرعت از میزان این انطباق کاسته می‌شود. در ضرایب پیشروی پایین (J<0.4) به علت ریزش شدید گردابه‌ای (طبق نتایج تجربی) نوسان لبه فرار سطح هوادهی بر روی سطح دنباله پروانه تاثیرگذار بوده و سبب ایجاد ناپایداری می‌گردد. اما در ضرایب پیشروی بالا(J>0.4) انطباق ضرایب هیدرودینامیکی نیرو-ممان و بازدهی پروانه در مقایسه با نتایج تجربی مطلوب بوده و در محدوده دقت مناسبی می-باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| پروانه نیمه مغروق؛ روش المان مرزی؛ شکل هوادهی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Partially Submerged Propeller Analysis in Open Water Condition by Developing Boundary Element Method Based on Potential | ||
| نویسندگان [English] | ||
| E. Yari؛ H. Ghassemi | ||
| Department of Maritime Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Since the design algorithm of partially submerged propeller (PSP) is under the influence of the various geometrical and physical parameters; so a new convenient method and numerical tools is required to flow analysis on propeller and consider the effect of all parameters simultaneously. The aim of this study is the development of boundary element method (BEM) based on potential for PSP analysis under open water condition. Using the concept of material derivative and kinematic boundary condition, a BEM algorithm has been developed to analyze the growth, development and change in thickness of ventilation-cavitation regimes in both chord and radial directions on wide range of advance velocity coefficients. Based on the obtained results, in the high advance coefficients there are very good conformity between the values obtained from the numerical simulation compared with experimental data and observations. This adaptation is reduced by reducing the value of advance coefficient. For the low advance coefficients ((J<0.4)) due to the intense eddy shedding (according to experimental results), oscillation of the ventilated surface end is effective on the propeller wake and is the cause of instability. While at the higher advance coefficients (J>0.4), hydrodynamic coefficients obtained from numerical results and efficiency of propeller compared with experimental measurements are desirable. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Partially submerged propeller, Boundary element method, Ventilation pattern | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] Shiba, H., "Air-drawing of marine propellers". Technical Report 9, Transportation Technical Research Institute,1953. [2] Hadler, J. and R. Hecker, "Performance of partially submerged propellers". 7th ONR Symposium on Naval Hydrodynamics, Rome, Italy, 1968. [3] Hecker, R., "Experimental performance of a partially submerged propeller in inclined flow". Lake Buena Vista, FL. SNAME Spring Meeting, 1973. [4] Rains, D. A., "Semi-submerged propellers for monohull displacement ships". Propeller ’81 Symposium, 15–40,Virginia Beach, VA. Society of Naval Architects and Marine Engineers, 1981. [5] Rose, J. C. and C. F. L. Kruppa, "Surface piercing propellers – methodical series model test results".FAST’91, Norway, 1991. [6] Kruppa, C. F. L., "Testing surface piercing propellers".Hydrodynamics :Computations, Model Tests, and Reality, 107–113, 1992. [7] Rose, J. C., C. F. L. Kruppa, and K. Koushan, "Surface piercing propellers - propeller/hull interaction". FAST’93,867–881, Japan, 1993. [8] Wang, D., "Water entry and exit of a fully ventilated foil". Journal of Ship Research, 21 (1977): 44–68. [9] Oberembt, H., "Zur bestimmung der instation¨arenfl¨ugelkr¨afte bei einem propeller mit aus dem wasser herausschlagenden fl¨ugeln". Technical report, Inst.f¨ur Schiffau der Universit¨at Hamburg, Bericht Nr. 247,1968. [10] Furuya, O., "A performance prediction theory for partially submerged ventilated propellers". Journal of Fluid Mechanics, 151 (1985): 311–335. [11] Wang, D., "Oblique water entry and exit of a fully ventilated foil". Journal of Ship Research, 23 (1979):43–54. [12] Caponnetto, M., "RANSE Simulations of Surface Piercing Propellers". Rolla Research, 2002. [13] Califano, A. and S. Steen., " Analysis of different propeller ventilation mechanisms by means of RANS simulations ". First International Symposium on Marine Propulsors, smp’09, rondheim, Norway, June, 2009. [14] Kozlowska, A. M., K. Wöckner, S. Steen, T. Rung, K. Koushan and S. Spence, “Numerical and Experimental Study of Propeller Ventilation". First International Symposium on Marine Propulsors, smp’09, rondheim, Norway, June, 2009. [15] Koushan, K., S. Spence and L. Savio, " Ventilated Propeller Blade Loadings and Spindle Moment of a Thruster in Calm Water and Waves ". Second International Symposium on Marine Propulsors, smp’11,Hamburg, Germany, June, 2011. [16] Ferrando, M., M. Viviani, S. Crotti, P. cassella and Caldarella., "Influence of weber number on surface piercing propellers model test scaling".Universita degli studi di Genova (DINAV),Genova,Italy,pp.667-676, 2006. [17] Himei, K., "Numerical Analysis of Unsteady Open Water Characteristics of Surface Piercing Propeller".Third International Symposium on Marine Propulsors, smp’13, Launceston, Tasmania, Australia, 292-297, 2013. [18] Uhlman., “ The Surface Singularity Method applied to Partially Cavitating Hydrofoils, Journal of Ship Research, 2.31 (1987): 107–124. [19] Kinnasand Fine, S., “ Non-linear Analysis of the Flow Around Partially or Super-Cavitating Hydrofoils by a Potential Based Panel Method “ , IABEM90 Proceedings, Rome, Italy, 1990. [20] Lee, Y. G. Kim, “ A Potential Based Panel Method for the Analysis of Two-Dimensional Super or Partially Cavitating Hydrofoil , Journal of Ship Research, 2.36 (1992). [21] Pellone and Rowe, “ Supercavitating Hydrofoils in Nonlinear Theory “, Proceedings of the 3rd International Conference on Numerical Ship Hydrodynamics, Paris, France, 1981. [22] Lemonnier, H., and Rowe, “Another Approach in Modelling Cavitating Flows“ , Journal of Fluid Mechanics, 195 (1988): 557–580. [23] Hess and Valarezo, “ Calculation of Steady Flow about Propeller using a Surface Panel Method ”, AIAA Journal of Propulsion Power, 1985. [24] Hsin, “ Development and Analysis of Panel Methods for Propellers in Unsteady Flow ”, PhD thesis, Massachusetts Institute of Technology - MIT, September, 1990. [25] Fine, “ Non-linear Analysis of Cavitating Propellers in Nonuniform Flow ”, PhD thesis,Massachusetts Institute of Technology - MIT, October, 1992. [26] Kim, Lee and Suh, “ Surface Panel Method for Prediction of Flow around 3D Steady or Unsteady Cavitating Hydrofoil”, Proceedings of the 2nd International Symposium on Cavitation , April, 1994. [27] Kim and Lee., “ Prediction of Unsteady Performance on Marine Propellers with Cavitation using a Surface Panel Method ”, Proceedings of the 21st Symposium on Naval Hydrodynamics, June, 1996. [28] Kinnas, S. and Fine, “ Nonlinear Boundary Element Method for the Analysis of Unsteady Propeller Sheet Cavitation ”, Proceedings of the 19th Symposium on Naval Hydrodynamics, Seoul, Korea, 717–737, August, 1992. [29] Young and S. Kinnas., “BEM Technique for the Modeling of Supercavitating and Surface-Piercing Propeller Flows”, 24th Symposium on Naval Hydrodynamics,Fukuoka, Japan, July, 2002. [30] Olofsson, N., “ Force and flow characteristics of a PSP”. PhD thesis, Department of Naval Architecture and Ocean Engineering, Chalmers University of Technology,Goteborg, Sweden, 1996. [31] Morino, L., and C. Kuo, “ Subsonic Potential Aerodynamics for Complex Configurations: AGeneral Theory”, AIAA Journal, 12.2 (1974): 191–197, February. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,730 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,091 |
||
