شبیه سازی عددی تاثیر زاویه کجی بر عملکرد هیدرودینامیکی و هیدروآکوستیکی پروانه دریایی DTMB

نویز تولیدشده توسط پروانه های دریایی یکی از چالش های مهم در علوم دریایی و آکوستیک است که بر عملکرد زیرسطحی ها تاثیر می گذارد و می تواند منجر به شناسایی و کشف آن ها شود. یکی از عواملی که بر میزان نویز انتشاری موثر است پارامتر هندسی زاویه کجی است که این مقاله به تحلیل عددی آب آزاد تاثیر آن بر عملکرد هیدرودینامیکی و هیدروآکوستیکی پروانه DTMB می پردازد. بدین منظور علاوه بر هندسه پایه با زاویه کجی صفر، ۴ هندسه با زوایای کجی˚۱۰-، ˚۵-، ˚۵+،˚۱۰+ طراحی گردید. به منظور صحت سنجی شبیه سازی انجام شده نتایج با نتایج تجربی موردقیاس قرار گرفت همچنین آنالیز استقلال حل از شبکه انجام شد. شبیه سازی به کمک نرم افزار تجاری دینامیک سیالات محاسباتی+Siemens-Star CCM و با بهره گیری از مدل توربولانسی k-ω SST و معادلات فاکس ویلیامز-هاوکینگز (به اختصار FWH) به عنوان ابزار اصلی برای تحلیل رفتار صوتی ناشی از حرکات پروانه انجام شد. نتایج نشان می دهد که زاویه کجی باعث افزایش ضریب تراست و ضریب گشتاور پروانه به طور هم زمان و کاهش راندمان آب آزاد پروانه می شود به جز در زاویه کجی ˚۱۰- که مقدار راندمان آب آزاد آن تفاوتی با هندسه پایه ی بدون زاویه کجی نداشت. در بین حالات موردبررسی کمترین سطح فشار صوت در اغلب بازه های فرکانسی مربوط به زاویه کجی ˚۵- بود. لذا از منظر عملکرد هیدرودینامیکی زاویه کجی ˚۱۰- عملکردی مشابه هندسه پایه دارد و از منظر میزان سطح فشار صوت زاویه کجی ˚۵- بهینه ترین موردبررسی بود.

کلیدواژه ها:

پروانه های دریایی ، نویز ، آکوستیک ، پروانه DTMB ، زاویه کجی