مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

پیش بینی نیروی چرخشی ناپایا از فشار آکوستیکی میدان دور پروانه دریایی توسط روش معکوس

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف
2 عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شریف
3 استادیار دانشگاه صنعتی شریف
چکیده
نیروی چرخشی ناپایا یا توزیع قدرت دو قطبی‌ها که توسط چرخش فن یا پروانه در سیال به وجود می‌آید، توسط روش معکوس قابل پیش‌بینی است. به منظور استفاده از این روش از اندازه گیریهای فشار آکوستیکی میدان دور در فرکانسهای عبوری پره پروانه در حالت غیر کاویتاسیونی استفاده می‌شود. در این مقاله فشار آکوستیکی میدان دور از معادلات فاکس ویلیامز و هاوکینگز با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی در آرایه هیدروفونی مشخص استخراج می‌شود و سپس نیرو چرخشی ناپایای اعمالی از پره به سیال که مهمترین منبع تولید صوت در حالت غیر کاویتاسیونی است به‌دست می‌آید. نیروهای چرخشی ناپایای با استفاده از روش معکوس توسط کدی تحلیلی در متلب استخراج می‌شوند. حل درست به انتخاب صحیح پارامتر مرتب سازی تابع انتقال (تابع انتقال ارتباط میان فشار آکوستیکی و نیروها در روش معکوس است) وابسته است. بنابراین باید محدوده مناسب پایداری انتخاب تا مشکل ناپایداری تابع انتقال حل شود. کد تحلیلی برای پارامتر پایداری در حالات مختلف حل و مناسبترین مقادیر نیروی ناپایای اعمالی در سه مقطع پروانه به دست می‌آید. از روش معکوس به منظور محاسبه منبع تولید صوت در مقاطع مختلف پروانه در حالت غیر کاویتاسیونی جهت طراحی پروانه با کمترین مقدار صوت می‌توان استفاده کرد. این روش برای اولین بار در این مقاله برای یک مدل پروانه دریایی مورد استفاده قرار گرفته است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

The unsteady rotating force prediction of far-field acoustic pressure for marine propeller by inverse method

نویسندگان English

Mohammad Reza Bagheri 1
Mohammad Saeed Seif 2
Hamid Mehdigholi 3
چکیده English

The unsteady rotating force or dipole strength distribution, acting by the fan or propeller on the fluid, is predicted by inverse method. In this method, the far-field acoustic pressures are used in non-cavitating condition. In this paper, the far-field acoustic pressures are obtained from Ffowcs Williams and Hawkings (FW-H) equations using computational fluid dynamic (CFD) in specific hydrophone array and then the unsteady rotating force, acting by the propeller on the fluid, is obtained as the most important sound source in non-cavitating condition. The unsteady rotating forces are extracted using inverse method by analytical code in MATLAB. The correct solution is independence to the optimum select of regularization parameter from transfer function; the transfer function represents relationship between the force coefficients and the far-field acoustic pressure. Therefore, the appropriate range of regularization parameter should be choice in order to an ill-conditioned problem from transfer function is solve. The analytical code is solved for different regularization parameters and then the unsteady rotating forces are obtained for three sections on the blade surface. The inverse method could be used for dipole strength distribution calculation as the most important sound source in non-cavitating condition in order to design the noiseless of marine propeller.

کلیدواژه‌ها English

Unsteady Rotating Force
Far-field Acoustic Pressure
Ffowcs Williams and Hawkings (FW-H) Equations
Transfer Function
Computational Fluid Dynamic (CFD)