Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
12
1
gregorian
2017
3
1
17
2
online
1
fulltext
fa
توسعه روش ترکیبی المان مرزی و حل عددی معادلات متوسطگیری شده ناویر- استوکس بهمنظور تحلیل هیدرودینامیکی سیستم رانش پاددار
A BEM/RANS Coupled Method for Numerical Simulations of Podded Drive System
سیستمهای رانش پاددار یکی از آخرین نوآوریها در زمینه سیستمهای رانش دریایی میباشند. تحلیل هیدرودینامیکی این سیستم پیچیدهتر از سیستمهای رانش معمولی پروانه و سکان است. روشهای عددی مختلفی در تحلیل هیدرودینامیکی سیستم رانش پاددار استفاده گردیدهاست. محدوده این روشها شامل روشهای پتانسیل کامل تا روشهای کاملاً ویسکوز میباشد. رویکرد ما در این مقاله استفاده از روشهای ترکیبی است. هدف اصلی این تحقیق توسعه یک روش عددی ترکیبی بر مبنای روشهای پتانسیل و ویسکوز بهمنظور تحلیل هیدرودینامیکی سیستمهای 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 حلگر ویسکوز بر مبنای حل عددی معادلات متوسطگیری شده ناویر- استوکس برای تحلیل جریان حول اجزای غیر چرخشی (پاد و استرات) استفاده میشود. در این بخش اثر پروانه بهوسیله یک توزیع پراکنده نیرو معادل بیان میگردد که به صورت نیروهای حجمی به سمت راست معادله مومنتوم اضافه میگردد. در این حالت دو سیکل انتقال برای کوپل نتایج بین دو حلگر پتانسیل و ویسکوز وجود دارد. در مرحله نخست دقت این روش ترکیبی با تحلیل هیدرودینامیکی یک پروانه بهتنهایی مورد بررسی و معتبرسازی گردید. در ادامه کل سیستم رانش پاددار در جریان مستقیم با استفاده از روش پیشنهادی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتهاست. نتایج حاصله شامل ضرایب تراست و گشتاور پروانه و نیروی کل سیستم رانش میباشد. در ادامه نتایج بدست آمده با نتایج تجربی مقایسه شده است و دقت این روش ترکیبی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
Podded drive systems are one the recent innovation in marine propulsion systems. Hydrodynamic analysis of this system is more complicated than conventional propeller-rudder systems. The different numerical methods have been used in the hydrodynamic analysis of podded drive systems. The range of these methods is from the potential method or potential/viscous approach to pure viscous methods. In this paper, we applied coupled approach in this regard. The main purpose of this research is developing a BEM/RANS coupled method for numerical simulation of podded drives. In the proposed Potential/Viscous coupled method, the flow around rotating part (propeller) is simulated by a BEM code. Then fixed parts (pod and strut) are modelled by a RANS solver. In RANS solver, the propeller can be substituted by a set of equivalent forces which called body force and added in the right hand of momentum equation. Two cycles are available for coupling the result between potential and viscous method. The coupled method is first studied and validated with a single propeller. Afterward, the propulsive performance of the podded drive systems is studied. The results include the propeller thrust coefficient, the propeller torque coefficient, and the axial force coefficient. The results obtained by coupled method are compared to and verified by the experimental data.
روش ترکیبی,روش المان مرزی,روش معادلات متوسطگیری شده ناویر- استوکس,سیستم رانش پاددار
Coupled Method,BEM Method,RANS Method,Podded drive System
65
76
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-13026-1&slc_lang=fa&sid=15
Reza
Shamsi
رضا
شمسی
100319475328460067944
100319475328460067944
No
Amirkabir University of Technology
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
Hassan
Ghassemi
حسن
قاسمی
100319475328460067943
100319475328460067943
Yes
Amirkabir University of Technology
دانشگاه صنعتی امیرکبیر