مطالعه عددی عملکرد پروانه در آب آزاد با در نظر گرفتن شروط مرزی تناوبی

امروزه استفاده از روش های عددی بر پایه دینامیک سیالات محاسباتی، به خصوص در حوزه پروانه های دریایی از جایگاه ویژه ای در بین محققان برخوردار است. با توجه به پیچیدگی های هندسی خاص پروانه ها، شبیه سازی دقیق میدان جریان سیال و عملکرد آن، نیازمند استفاده از شبکه های چگال تر می باشدکه موجب افزایش حجم شبکه و به تبع آن هزینه محاسباتی خواهد شد. در این راستا یکی از روش های ساده سازی ریاضی، اعمال شرط مرزی تناوبی است. در این مقاله جریان سیال اطراف پروانه با استفاده از سه حالت مدلسازی شرط مرزی متناوب شامل؛ مدل برش مستقیم یک تیغه ای، دو تیغه-ای و مدل برش براساس منحنی اسپیلاین به وسیله روش دینامیک سیالات محاسباتی در نرم افزار استار سی سی ام شبیه سازی شده و منحنی عملکرد آن ارایه گردیده است. برای صحه گذاری نتایج حل عددی از نتایج آزمایشگاهی موجود ضرایب گشتاور و تراست براساس نتایج تست آب آزاد همان پروانه در ضرایب پیشروی مختلف و حالت بدون کاویتاسیون، استفاده شد که تطابق خوبی مشاهده شد. این مطالعه نشان می دهد که از بین سه حالت مدلسازی، روش برش تناوبی بر اساس منحنی اسپیلاین دارای دقت بیشتر و زمان حل کمتری در مقایسه با دیگر موارد می باشد و می تواند به عنوان یک روش مناسب برای تقسیم بندی شبکه در مرز تناوبی در پروانه یک سیستم رانش دریایی توصیه شود.