تحلیل عددی هیدرودینامیکی شناور نظامی با پروانه دوتایی موازی و اثر شکل پاشنه

یکی از مهمترین فاکتورها در بهره گیری از شناورهای نظامی، قابلیت مانورینگ بسیار زیاد می باشد. تعیین فاصله بهینه بین پروانه های و از بدنه شناورها و از طرفی زاویه جریان ورودی به پروانه ها از مسائل بسیار پیچیده بوده که طراحان کشتی ها نگاه ویژه ای به آن دارند. در این مقاله به شبیه سازی و نحلیل هیدرودینامیکی یک شناور نظامی با در نظر گرفتن دو پروانه مخالف چرختده، با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته است. جهت شبیه سازی این فرایند از نرم افزار فلوئنت 14/5 استفاده شده است. یکی از بخشهایی که شکل آن در میزان نیروهای مقاومت وارد بر بدنه شناور موثر است، شکل پاشنه شناور می باشد. در این تحقیق از فرم بدنه شناور فریگیت dtmb5415 استفاده شده است که در قسمت اول با تغییر دادن زاویه انحنا و جابجایی محل انحنای پاشنه، در چند حالت بهترین شکل پاشنه از نقطه نظر هیدرودینامیکی انتخاب شده است. در مرحله بعد دو پروانه از نوع پروانه های مخالف چرخنده را در پشت پاشنه انتخابی قرار داده و برای زاویه شافت صفر درجه و دو درجه، تحلیل صورت گرفته است. برای شبیه سازی جریان آشفته از مدل دو معادله ای kɛ rng استفاده شده است. تحلیل به صورت جریان دو فاز در نظر گرفته شده و مدلسازی جریان دو فازی نیز با در نظر گرفتن روش volume of fluid method تحقق یافته است.

Hydrodynamic Numerical Analysis of the Naval ship with Twin-Propeller and Effect of the Stern Shape

One of the most important factors in using military vessels is the ability to maneuvering. Determining the distance between the impellers and the body of the boats and the angle of the flow into the butterflies are very complex issues that ship designers particularly look at. In This article investigated the hydrodynamic modeling and analysis of a military vessel by taking two antirotating propeller using computational fluid dynamics. Fluent 5.14 software is used to simulate this process. The stern of the vessel is one of the components that it’s shape is effective on the resistance forces acting on the body of the vessel. The target vessel in this article was Frigate DTMB5415. First by altering the angle of the stern and displacement of the curvature of the stern, the best stern chosen from hydrodynamic point of view. Then two antirotating propeller was placed at the back of the chosen stern and analysis was performed for the shaft angles equal to zero and two degree respectively. Simulation of turbulent flow was performed by using k ɛ RNG model with two equation. Two phase flow were considered for the analysis and modeling of two phase flow was carried out by volume of fluid method.