طراحی و تعیین ضرایب هیدرودینامیکی پروانه های نیمه مغروق دریایی (SPP)

پروژه انجام شده
تیم CFD مهندسی دریای دفتر طراحی بنوموسی
طراحی و تعیین ضرایب هیدرودینامیکی پروانه های نیمه مغروق دریایی

تحقیقات و تنوع زیادی در زمینه طراحی و تعیین ضرایب هیدرودینامیکی پروانه های دریایی (سال 1400-2020) انجام شده است. در میان پروانه‌های معمولی دریایی، پروانه‌های سوپرکاویتاسیون و پروانه‌های نیمه‌مغروق جزء مشهورترین پروانه‌های مورد استفاده در سیستم رانش شناورها هستند.

در حال حاضر پروانه‌های سوپرکاویتاسیونی و سیستم‌های واترجت، سیستم‌های معمول به کار رفته در شناورهای پرسرعت هستند، اما پروانه‌های نیمه‌مغروق، عملکرد بهتری را در سرعت‌های بالا دارا می باشند. به‌طورکلی گستره کاربرد پروانه‌های نیمه‌مغروق، به شناورهای سبک وزن با سرعت بالا، محدود می‌شود.

همچنین پروانه نیمه‌مغروق به عنوان پروانه‌هایی که بخشی از آنها در آب غوطه‌ور است، به عنوان تجهیزات پیش‌برنده‌ی خاص، شناخته شده‌اند. در این پروژه طراحی و تعیین ضرایب هیدرودینامیکی پروانه های نیمه مغروق دریایی برای یک مورد خاص مورد بررسی قرار گرفت.

طراحی و تعیین ضرایب:

برای غوطه‌وری بخشی از پروانه بدین صورت عمل می کنیم:

• امتداد دادن شافت پروانه در عقب شناور
• قرار دادن پروانه در فاصله‌ای از پاشنه کشتی، در محلی که سطح آب نسبتا صاف

به همین علت به پروانه‌ های نیمه مغروق دریایی، پروانه سطحی نیز گفته می‌شوند. یکی از ویژگی‌های پروانه‌های نیمه‌مغروق، عمق کم شناور در زیر آب است. این ویژگی مهم‌ترین انگیزه‌ی طراحان برای بررسی و طراحی و بکارگیری سیستم رانش پروانه سطحی، است. میزان عمق شناور در زیر آب می‌تواند کمتر از نصف قطر پروانه باشد.

هندسه پروانه :

هندسه پروانه نیمه‌مغروق، از نظر ظاهری تا حدودی شبیه هندسه پروانه‌های متداول است. با این تفاوت که مقطع پره، اغلب به گونه‌ای طراحی می‌شود که:

• دارای لبه ابتدایی نوک تیز باشد
• لبه انتهایی ضخیم و پله‌دار باشد

لبه تیز ابتدایی:

• با زاویه ورودی کم طراحی می‌شود
• توپی پروانه و ریشه پره در مقابل بارهای زیاد خارج از مرکز و تناوبی وارده، مقاوم سازی می شود

علاوه بر پدیده کاویتاسیون یکی دیگر از پدیده های رایج برای هیدروفویل ها و پروانه های دریایی پدیده هوارسی است. هوارسی زمانی رخ می دهد که هوای بالای سطح آزاد آب یا گازهای خروجی از اگزوز متحرک دریایی با سمت سطوح بالابر و پروانه ها کشیده شوند.

در این پروژه :

در این پروژه پارامترهای مختلف مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت که برخی از آن ها به صورت زیر می باشد:

• بررسی تاثیر عمق غوطه وری بر عملکرد پروانه نیمه مغروق
• بهینه سازی ابعاد و هندسه پروانه
• آنالیز سازه و سیالاتی پروانه
• تعیین اثرات FSI

خدمات ما در حوزه صنایع دریایی در این لینک قابل مشاهده است. طراحی انواع سازه های دریایی و مدیریت آب بالاست شناور را نیز مشاهده کنید. این شرکت مجری پروژه های طراحی مهندسی، مهندسی معکوس ، شبیه سازی و آنالیز انواع سازه ها و شناورها دریایی است. جهت ارتباط با مشاور و کارشناس این حوزه تماس بگیرید.