توسعه روش ترکیبی المان مرزی و حل عددی معادلات متوسط گیری شده ناویر- استوکس به منظور تحلیل هیدرودینامیکی سیستم رانش پاددار

سیستم های رانش پاددار یکی از آخرین نوآوری ها در زمینه سیستم های رانش دریایی می باشند. تحلیل هیدرودینامیکی این سیستم پیچیده تر از سیستم های رانش معمولی پروانه و سکان است. روش های عددی مختلفی در تحلیل هیدرودینامیکی سیستم رانش پاددار استفاده گردیده است. محدوده این روش ها شامل روش های پتانسیل کامل تا روش های کاملا ویسکوز می باشد. رویکرد ما در این مقاله استفاده از روش های ترکیبی است. هدف اصلی این تحقیق توسعه یک روش عددی ترکیبی بر مبنای روش های پتانسیل و ویسکوز به منظور تحلیل هیدرودینامیکی سیستم های رانش پاددار است. در این روش ترکیبی پیشنهادی پتانسیل و ویسکوز، جریان حول اجزای چرخشی (پروانه) بوسیله یک کد پتانسیل توسعه داده شده به روش المان مرزی شبیه سازی شده است. سپس از یک حل گر ویسکوز بر مبنای حل عددی معادلات متوسط گیری شده ناویر- استوکس برای تحلیل جریان حول اجزای غیر چرخشی (پاد و استرات) استفاده می شود. در این بخش اثر پروانه به وسیله یک توزیع پراکنده نیرو معادل بیان می گردد که به صورت نیروهای حجمی به سمت راست معادله مومنتوم اضافه می گردد. در این حالت دو سیکل انتقال برای کوپل نتایج بین دو حل گر پتانسیل و ویسکوز وجود دارد. در مرحله نخست دقت این روش ترکیبی با تحلیل هیدرودینامیکی یک پروانه به تنهایی مورد بررسی و معتبرسازی گردید. در ادامه کل سیستم رانش پاددار در جریان مستقیم با استفاده از روش پیشنهادی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصله شامل ضرایب تراست و گشتاور پروانه و نیروی کل سیستم رانش می باشد. در ادامه نتایج بدست آمده با نتایج تجربی مقایسه شده است و دقت این روش ترکیبی مورد ارزیابی قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

Coupled Method ، BEM Method ، RANS Method ، Podded drive System ، روش ترکیبی ، روش المان مرزی ، روش معادلات متوسط گیری شده ناویر- استوکس ، سیستم رانش پاددار