Geometric Design Optimization of an Energy-efficient Propeller Retrofit for Small-scale Shallow-water Maritime Transport

سال انتشار: 1406
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 9

فایل این مقاله در 20 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-20-1_020

تاریخ نمایه سازی: 22 آبان 1405

چکیده مقاله:

The small-scale shallow-water maritime transport in Southeast Asia heavily relies on traditional two-blade propellers, which frequently suffer from severe hydrodynamic degradation, ventilation, aeration and sheet cavitation under shallow immersion. To address these constraints, this study introduces an engineering design framework to develop an energy-efficient, three-blade retrofit propeller, designated as model B۳-۵۵. The blade geometry was optimized using a multi-subprogram algorithm incorporating regression analysis and response surface methodology to maximize open-water efficiency while minimizing cavitation risks. Hydrodynamic validations were executed utilizing Lattice Boltzmann method (LBM)-based CFD simulations via XFlow, coupled with water tunnel and field testing at ۶۵۰-۷۵۰ rpm. under a ۵۰-cm immersion depth. Numerical and empirical results revealed that the optimized wide-chord tip geometry of model B۳-۵۵ achieved a remarkable open-water efficiency () of ۰.۸۳۰ at an advance coefficient () of ۰.۷۰۱. Crucially, the wide-chord configuration significantly suppressed tip vortex bursting and delayed destructive ventilation compared to the local baseline. This propulsion framework offers a scalable, socio-economically resilient solution that reduces fuel consumption and operational expenditures for rural fishing communities.

نویسندگان

- -

Division of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Bangkok Thonburi University, Leabklongtaweewatana Rd., Khet Taweewatana, Bangkok ۱۰۱۷۰, Thailand

- -

Division of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Bangkok Thonburi University, Leabklongtaweewatana Rd., Khet Taweewatana, Bangkok ۱۰۱۷۰, Thailand

- -

Division of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Bangkok Thonburi University, Leabklongtaweewatana Rd., Khet Taweewatana, Bangkok ۱۰۱۷۰, Thailand

- -

Division of Aerospace Engineering, Faculty of Engineering, Bangkok Thonburi University, Leabklongtaweewatana Rd., Khet Taweewatana, Bangkok ۱۰۱۷۰, Thailand

- -

Division of Aerospace Engineering, Faculty of Engineering, Bangkok Thonburi University, Leabklongtaweewatana Rd., Khet Taweewatana, Bangkok ۱۰۱۷۰, Thailand

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Arndt, R. E. A. (۲۰۰۲). Cavitation in vortical flows. Annual ...
  • Chen, X., Qi, Z., Shang, Z., Li, H., & Liu, ...
  • Khraisat, Q. S., Persson, M., & Bensow, R. E. (۲۰۲۶a). ...
  • Posa, A., Broglia, R., & Balaras, E. (۲۰۲۲). The dynamics ...
  • نمایش کامل مراجع