توسعه روش عددی المان مرزی جهت مدل‌سازی جریان دوفازی حول پروانه نیمه مغروق با در نظر گرفتن تاثیر جریان عرضی

طراحی و تحلیل پروانه نیمه‌ مغروق به علت مواجه شدن با پارامترهای هندسی و هیدرودینامیکی مختلف مانند پروفیل سطح مقطع پره، پدیده کاویتاسیونهوادهی، اثر سطح آزاد و جریان چند فازی بسیار پیچیده است. برای طراحی و بهینه‌سازی سامانه‌ رانش پروانه نیمه‌مغروق، نیاز به حل‌گری است که بتواند با در نظر گرفتن کلیه پارامترهای هندسی و جریانی در مدت زمان کمی نتایجی با دقت مناسب ارائه دهد. در این مقاله تحلیل پروانه نیمه‌مغروق با استفاده از روش المان مرزی پرداخته شده است. دنباله موجود در پایین دست پروانه مدل‌سازی شده است و شرط مرزی سطح آزاد با استفاده از بسط تیلور و با در نظر گرفتن طول موج بلند استخراج شده است. نتایج به‌دست آمده در مقایسه با داده‌های تجربی نشان می‌دهد که روش المان مرزی قابلیت تحلیل پروانه نیمه مغروق را دارا بوده و با استفاده از نتایج عددی به‌دست آمده از این روش امکان تفکیک نواحی هوادهی اولیه، گذرا و ناحیه کاملاً هوادهی حین چرخش پروانه نیمه‌ مغروق امکان‌پذیر می‌باشد. در این مقاله اثر جریان عرضی روی نتایج محلی مورد بررسی قرار گرفته است. از مقایسه نتایج عملکردی پروانه با در نظر گرفتن جریان عرضی، کاهش خطاها در ضرایب پیشروی کم مشاهده می‌شود.

Boundary element method development for modeling of two-phase flow around the surface piercing propeller with regard to cross-flow effect

Design and analysis of the semisubmersible propeller due to meet with geometric and hydrodynamic parameters such as profile crosssection of blades, cavitation, ventilation, the effect of free surface and multiphase flow is very complicated. Designed and optimized for the semisubmersible propeller propulsion systems, requiring the solver is able to consider all the geometric parameters and flow in a short time with accurate results. In this paper, analyzes of the semisubmersible propeller using the boundary element method has been developed. Wake in the downstream of SPP is modeling and boundary condition using Taylor expansion and taking into account the long wave length is extracted. The results compared with experimental data shows that the boundary element method capable for analysis of SPP and using obtained numerical results by this method, the separation of initial, transient and fully ventilated areas during the rotation of the semisubmersible propeller is possible. In this paper, crossflow effect on local results is discussed. By comparing the performance results of the propeller with considering the cross flow effect, the error reduction at low advanced coefficients is observed.