شبیه سازی عددی اثرات تغییر شکل لبه پره ها بر روی مشخصه های هیدرودینامیکی پروانه شناور دریایی

به طور کلی دریاها کاربرد فراوانی در عملیات های نظامی، کشف منابع نفتی، دریاشناسی، تجارت و غیره دارند و شناورهای متنوع و بسیار زیادی در جهت رسیدن به اهداف خاص طراحی و ساخته شده است. به عنوان مثال زیر دریاییها برای اهداف نظامی طراحی و ساخته شده اند. کنترل کشتیها و زیردریایی ها و بهینه سازی آنها با قابلیت نیروهای هیدرودینامیکی و نیروی رانش جز نیازهای اساسی در طراحی انواع شناورها هستند. برای به حرکت در آوردن یک شناور نیازمند نیرویی می باشیم تا در مقابل مقاومت آب غلبه نماید که این نیرو بوسیله موتور، شافت و در نهایت پروانه تولید می شود. پروانه ها یکی از اجزاء اصلی و مهم در سیستم رانش کشتی ها و شناورها به شمار می آیند. در مقاله حاضر به بررسی راهکارهای موثر در بهبود عملکرد پروانه می پردازیم. در حالت آب آزاد، پروانه در حالت خود رانش قرار دارد و بدنه شناور تاثیری بر عملکرد پروانه ندارد، در نتیجه جریان ورودی به پروانه یکنواخت می باشد. هدف از شبیه سازی جریان پیرامون پروانه ها در حالت آب آزاد، استخراج منحنی های عملکرد پروانه ها، ارزیابی هیدرودینامیکی آنها و توزیع سرعت بر روی سطوح پره می باشد. ضرایب پیشروی متفاوت برای این پروانه بررسی شده است. در یکی از این ضرایب با تغییر در زاویه پیچش پروانه و در نتیجه تغییر در زاویه پیچش لبه پره، کانتورهای سرعت با یکدیگر مقایسه شده اند. در گام نهایی با تغییر زاویه پیچش لبه پره ها و قرار دادن فین هایی جهت بهبود عملکرد این پروانه، شبیه سازی های مربوطه صورت گرفته است. مشاهده گردید که زاویه پیچش لبه پره ۱,۴ بهترین نتایج را در شرایط ورودی مساله داراست. همچنین فین های با زاویه صفر درجه نیز دارای ضرایب هیدرودینامیکی مناسب تری می باشد.