تحلیل اندرکنش سازه-سیال و تاثیر زاویه اسکیو بر تنش ایجادشده در پروانه اسکیو بالا

هدف از این مقاله تحلیل عددی عملکرد هیدرودینامیکی و آنالیز هیدروالاستیسیته پروانه کاملا مغروق در زوایای اسکیو مختلف با ثابت در نظر گرفتن سایر پارامترهای هندسی می باشد. به منظور اعتبارسنجی نتایج عددی هیدرودینامیکی از پروانه ۳ پرهای DTMB۴۱۱۹ که نتایج تجربی تونل کاویتاسیون آن موجود است، استفاده شده است. برای حل عددی از نرم افزار استار سی سی ام پلاس به روش حجم محدود و المان محدود استفاده شده و اغتشاشات جریان توسط مدل آشفتگی SST k-w مدل شده اند. در ادامه به منظور بررسی تاثیر توزیع زاویه اسکیو پره بر عملکرد هیدروالاستیسیته پروانه از سری پروانههای MAU استفاده شده است. با توجه به اینکه بیشتر سیستم های رانش پروانه ای زیردریایی ها ۷ پره می باشند لذا نمونه مورد نظر مطالعه یک پروانه ۷ پره با کاربرد زیرسطحی در محدوده زاویه اسکیو ۳۵ تا ۸۱ درجه انتخاب شده است. بر اساس نتایج بدست آمده با افزایش زاویه اسکیو، تنش ایجاد شده در نوک و ریشه پروانه افزایش یافته و میزان افزایش تنش از ۳۵ درجه به ۸۱ درجه در حدود ۱۲۰ درصد می باشد. همچنین با این افزایش تنش میزان راندمان هیدرودینامیکی کاهش مییابد.

کلیدواژه ها:

Skew angle ، Hydroelasticity ، Von Mises Stress Analysis ، Computational fluid dynamics ، High skew propeller ، زاویه اسکیو ، هیدروالاستیسیته ، تنش وون میزز ، دینامیک سیالات محاسباتی ، پروانه اسکیو بالا