2
استاد گروه مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی مالک اشتر- شاهین شهر، اصفهان
چکیده
پروانههای دریایی به عنوان عنصر کلیدی در تبدیل توان تولیدی موتورهای محرک شناورها به حرکت خطی عمل میکنند. جریان کاویتاسیونی در بسیاری از جریانهای سیالی، به ویژه در پیشرانهای دریایی، میتواند اختلالاتی در عملکرد هیدرودینامیکی پروانهها ایجاد کند و منجر به کاهش مزایای آکوستیکی و فرسایش سطوح شود. در این پژوهش، شبیهسازی عددی و ناپایای جریانهای ثابت کاویتاسیونی بر روی یک پروانه دریایی چهار پره INSEAN E779A با استفاده از مدلهای کاویتاسیونی Schnerr and Sauer و Zwart-Gerber-Belmari در نرمافزار انسیس فلوئنت انجام شده است. نتایج نشان میدهد که هر دو مدل در پیشبینی الگوی گسترش کاویتاسیون مشابه هستند، اما مدل Schnerr and Sauer دقت بیشتری در مقایسه با نتایج تجربی دارد. بهطور خاص، برای ضریب پیشروی J=0.846908 مدل Schnerr and Sauer خطاهایی به میزان 8/57% و 0/58% برای ضریب تراست و گشتاور به ترتیب نشان میدهد، در حالی که مدل Zwart-Gerber-Belmari خطاهای 11/7% و 5/01% را ثبت کرده است. لذا نتایج هیدرودینامیکی مدل کاویتاسیونی Schnerr and Sauer تطابق بیشتری با مقادیر تجربی دارد. بررسی نتایج شبیه سازی با هردو مدل کاویتاسیونی و نتایج تجربی برای ضرایب تراست و گشتاور در ضریب پیشروی ثابت J=0.71 و اعداد کاویتاسیون مختلف نیز دقت بیشتر مدل کاویتاسیونی Schnerr and Sauer را تایید می کند. این نتایج تأکید بر اهمیت پیشبینی دقیق پدیده کاویتاسیون در طراحی پیشرانهای دریایی با راندمان بالا دارد.