مطالعه عددی و تاثیر متقابل هیدرودینامیکی پروانه - سکان در شناورهای تجاری

بررسی اثر متقابل مجموعه پروانه-سکان، در طراحی سیستم رانش و همچنین طراحی سیستم هدایت شناورها، بسیار مهم می باشد. محاسبه دقیق ویک بدنه و میانگین سرعت جریان ورودی پروانه، باعث می شود تا طراحی و انتخاب پارامترهای هندسی پروانه و سکان به درستی انجام پذیرد و نیرو های محوری و جانبی مورد نظر طراحان، به خوبی تامین شود. همچنین محاسبه دقیق اثر جریان خروجی پروانه بر روی سکان، باعث می شود تا طراحی مجموعه پروانه-سکان و محاسبه فاصله آنها به درستی انجام پذیرد و نیروی لیفت و درگ مورد نظر طراحان در حین زاویه گرفتن تیغه سکان و مانور شناور، به درستی تامین شود. نتایج حاصل از محاسبه ضرایب بی بعد، خطوط جریان و خطوط توزیع فشار بر روی پروانه-سکان، و همچنین محاسبه میدان ویک نامی ارائه شده است و در ضرایب پیشروی مختلف باهم مقایسه گردیده است. همچنین ضرایب هیدرودینامیکی سکان در شرایط مختلف و در زوایای صفر، ۱۰، ۲۰ و ۳۰ درجه، بررسی و مقایسه شده اند. در همه حالات بازده برعکس ضریب تراست و گشتاور با افزایش ضریب پیشروی افزایش می یابد. بطوریکه در ضرایب پیشروی بالا حضور سکان ۳درصد راندمان را افزایش می دهد و با افزایش زاویه سکان این اثر افزایش دو برابر(۶درصد) می شود. وجود سکان در ضرایب پیشروی پایین تاثیر افزایشی حدود ۵ درصد و ۹درصد بر روی ضریب گشتاور و ضریب تراست به ترتیب دارد. افزایش زاویه سکان در ضرایب پیشروی بالا باعث می شود ۱۷ درصد و ۹ درصد ضریب گشتاور و ضریب تراست به ترتیب افزایش یابد. در حالت سکان-پروانه تا زاویه ۱۰ درجه و حالت بدون پروانه تا زاویه ۲۰ درجه، افزایش ضریب پیشروی تاثیر محسوسی روی ضریب لیفت و درگ ندارد.

کلیدواژه ها:

پروانه ، سکان ، دینامیک سیالات محاسباتی ، شناور تجاری ، ضرایب هیدرودینامیکی