شبیه سازی پدیده کاویتاسیون بر روی پروانه و مقایسه ضرایب عملکرد آن

یکی از مسائل مهم صنایع دریایی، کاویتاسیون می باشد. ایجاد کاویتاسیون بر روی پروانه، سبب تغییراتی در ضرایب عملکرد پروانه می شود. به همین جهت بررسی پدیده کاویتاسیون بر روی پروانه و اثر آن بر روی ضرایب عملکرد، امری ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه، جریان سیال اطراف پروانه با نرم افزار قدرتمند ansysfluent شبیه سازی شده است. ابتدا جریان در حالت خیس در ضرایب پیشرانش مختلف بررسی می شود. سپس نتایج با داده های تجربی موجود مقایسه شده که انطباق خوبی را نشان می دهد. در ادامه، جریان در حالت کاویتاسیونی برای ضریب پیشرانش0.833بررسی و با نتایج موجود مقایسه می شود. در ابتدا استقلال از شبکه بررسی می شود. سپس در دیگر ضرایب نیز مدلسازی انجام می شود. هم چنین در ضرایب پیشرانش 0.5و 0.833تأثیر عدد کاویتاسیون بر روی ضرایب عملکرد بررسی می شود. بدین منظور معادلات ناویر استوکس و بقای جرم و معادلات انتقال جرم برای جریان سیال لزج تراکم ناپذیر حل و از مدل متلاطم برای شبیه سازی توربولانس و مدل مخلوط برای جریان چند فازی استفاده می شود. در این روش برای شبیه سازی ناحیه متحرک از مدلmrf در حالت خیس و smm برای حالت جریان کاویتاسیونی استفاده می شود. بررسی نتایج نشان می دهد که در حالت جریان کاویتاسیونی با عدد کاویتاسیون 1.02 با افزایش ضریب پیشرانش میزان کاویتاسیون بر روی پروانه کاهش می یابد. ضرایب عملکرد پروانه نیز با افزایش ضریب پیشرانش کاهش می یابد. همچنین تأثیر کاویتاسیون بر روی پروانه در حالت 0.5 =jسبب کاهش ضرایب عملکرد آن شده است و در0.833 =jتأثیر آن ناچیز می باشد.