طراحی بهینه پروانه های دریایی با در نظر گرفتن اثرات درگ

علیرغم آنکه بیش از یک قرن از شروع استفاده از پروانه های دریایی برای رانش کشتیها می گذرد تحقیق و بررسی بر روی عملکرد و طراحی پروانه هنوز یک موضوع مهم بشمار می آید. دلایل اهمیت این موضوع را می توانیم افزایش مداوم اندازه کشتیها، محدودیت منابع انرژی ، اثرات زیست محیطی سوخت های فسیلی و … بدانیم. این موارد سبب آن گردیده است که سازندگان پروانه های دریایی به فکر طراحی و ساخت بهینه پروانه های دریایی باشند که تقاضاهای موجود برای تولید نیرو رانش و راندمان بیشتر را تامین نماید. در بحث طراحی پروانه بعلت پیچیده بودن شرایط فعالیت پروانه در دریا، در گذشته از نتایج تست مدلهای پروانه در حوضچه های کشش برای طراحی پروانه استفاده می گردید. این رسیها نتایج رضایت بخشی در مورد سرعت کشتی، قدرت مورد نیاز و … ارائه می دهند اما تشریح مسائلی نظیر کاویتاسیون و ارتعاشات قابل بیان درمنحنی ها موجود نمی باشد. همچنین جهت محاسبه تنشهای موجود در پره ها نیاز به دانستن تویز بارگذاری روی پره ضروری می باشد. در حالیکه از اطلاعات سریها نمی توان به توزیع بارگذاری روی پرده دسترسی یافت. امروزه جهت طراحی پروانه ابتدا توزیع فشار دلخواه روی مقاطع پره ها تعیین می گردد. بنحویکه پروانه راندمان بهینه باشد و سپس از روی توزیع فشار داده شده شکل بهینه مقاطع پره ها تعیین می شود. هدف اصلی در این تحقیق بهینه سازی توزیع شعاعی سیر کولاسیون روی پره پروانه ها با در نظر گرفتن اثرات درگ است. دراین روش پروانه بر اساس تئوری خطوط برا (Lifting Lines) مدل می گردد و از روش فاکتورهای القایی Lerbs و سری فوریه برای محاسبه عددی سرعتهای القایی استفاده می شود. بهینه سازی راندمان شامل به حداقل رساندن توان تحویلی به پروانه (DHP) در یک نیروی تراست معین می باشد این بهینه سازی با روش حاصلضرب لاگرانژی (Lagrange Multiplier) تحقق می یابد.