مطالعه عددی تاثیر سامانه پیشرانش بر مشخصه‌های آیرودینامیکی یک شناور اثر سطحی

هدف اصلی در این پژوهش، بررسی عددی تاثیر برهمکنش میان سامانه پیشرانش با بخش‌های اصلی یک شناور اثر سطحی می‌باشد. بنابراین، تاثیر پارامترهایی نظیر زاویه حمله شناور، جهت چرخش سامانه پیشرانش و تغییر مکان افقی و عمودی سامانه پیشرانش بر کیفیت آیرودینامیکی وسیله و در نهایت پایداری طولی شناور مطالعه شده است. با استفاده از نرم‌افزار ansyscfx، الگوریتم سیمپل برای در نظر گرفتن کوپل میدان سرعت و فشار و همچنین با توجه به وجود جدایش جریان به‌منظور پیش‌بینی رفتار آشفتگی، مدل آشفتگی kω sst به کار گرفته شده است. اعتبارسنجی روش عددی مورد استفاده در این پژوهش توسط مقایسه نتایج شبیه‌سازی و داده‌های تجربی برای یک ملخ سه پره صورت پذیرفته است، که این مقایسه بیانگر دقت بالای روش عددی مورد استفاده است. نتایج نشان می‌دهد که جهت چرخش ملخ تاثیر چندانی بر کیفیت آیرودینامیکی وسیله نداشته و در زاویه حمله 3 درجه بالاترین کیفیت آیرودینامیکی به‌دست آمده است. همچنین در هنگام نزدیک شدن ملخ به خط مرکزی شناور، نیروی پسای دم افقی افزایش و نیروی برآ کاهش و در نهایت سبب ناپایداری طولی شناور شده و بالعکس در تغییر مکان عمودی ملخ به سمت پایین، نیروی پسای دم افقی کاهش و نیروی برآ افزایش یافته و پایداری طولی شناور نیز افزایش پیدا کرده است.

Numerical Study of the Propulsion System Effects on the Aerodynamic Characteristics of a WIG Craft

The main goal of this research is to study of interaction between the propulsion system and the WIG Craft main parts. Therefore, the effects of some parameters such as the propeller rotation direction and the propulsion system location on the aerodynamic quality of the WIG craft have been studied deeply. Using ANSYSCFX Software, The SIMPLE algorithm has been utilized to consider the pressurevelocity coupling, additionally the kω SST model has been applied as a turbulence model to take the account of the flow separation. The numerical approach is verified by comparing its results with experimental data of a threeblade aerial propeller. These comparisons indicated that there was a good agreement between present numerical results and experimental ones. The results revealed that the propeller rotation direction has no significant effect on the aerodynamic quality of the WIG craft and at α=3o, the highest aerodynamic quality is achieved. Moreover, as the propulsion system approached closer to the WIG craft center line, the drag and lift forces on the horizontal tail are respectively enhanced and decreased, subsequently in this situation the longitudinal stability of the vehicle is decreased; whereas by changing the vertical position of the propulsion system, the drag and lift forces on the horizontal tail are correspondingly reduced and increased, Thus the longitudinal stability of the WIG craft is increased.