آدرس ایمیل خود را وارد نمایید
ثبت
پیام خود را بنویسید
1- گروه مکانیک، واحد اسدآباد، دانشگاه آزاد اسلامی، اسدآباد، ایران
چکیده: (29 مشاهده)
افزایش بازدهی سامانهها در کشتیهای تجاری، به عنوان به صرفهترین وسیله حمل و نقل، برای کاهش آلایندگی و هزینهها اهمیت دارد. افزایش بازدهی پروانه، هزینه بهره برداری کشتی را کاهش میدهد. متداولترین پروانهها در کشتیهای تجاری پروانههای مغروق فلزی هستند. بارهایی که به پروانه وارد میشود، هندسه پره را تغییر میدهد و در نتیجه، عملکرد هیدرودینامیکی آن تغییر میکند. تغییر شکلهای پره، به خواص سازهای آن، یعنی مدول الاستیک و نسبت پواسون، بستگی دارد. برای بررسی اثر خواص سازهای و تغییر شکلها بر عملکرد هیدرودینامیکی، برهمکنش سیال-سازه پروانه به روش عددی برای پروانه VP1304 شبیهسازی شد. در شبیهسازی، خواص سازهای پره تغییر داده شده و تغییر شکل پره محاسبه و اثر آن بر عملکرد هیدرودینامیکی پروانه بررسی شده است. برای این منظور، 6 حالت با مدول الاستیک 0.7، 6.8 و 68 گیگا پاسکال و نسبت پواسون 0.17، 0.33 و 0.49 شبیهسازی شد. با کاهش مدول الاستیک و نسبت پواسون، تغییر شکلها زیاد شده و تغییرات ضرایب تراست و گشتاور و بازدهی نسبت به پروانه صلب، افزایش یافت. در بیشتر حالتها، بازدهی پروانه کم شد و در حالتهای خاصی، بازدهی پروانه افزایش یافت که نشان میدهد امکان افزایش بازدهی پروانه با تغییر خواص سازهای پره وجود دارد.
متن کامل [PDF 1292 kb]
(10 دریافت)
نکات برجسته:
1- در این پژوهش، اعتیارسنجی های دقیقی برای مسئله هیدروالاستیک ارائه می شود.
2- اثر نیروی گریز از مرکز در اثر چرخش پروانه به سازه اعمال می شود.
3- تمامی مراحل حل، شامل تحلیل هیدرودینامیکی، تحلیل سازهای و کوپل آنها در نرمافزار star ccm+ انجام میشود.
4- در شبیه سازی، از سادهسازیهای متداول استفاده نمی شود و شبیهسازی بیشترین شباهت را به واقعیت دارد.
5- ابزاری را برای مطالعات آینده که به شبیه سازی هیدروالاستیک نیازدارند، معرفی میکند.
1- در این پژوهش، اعتیارسنجی های دقیقی برای مسئله هیدروالاستیک ارائه می شود.
2- اثر نیروی گریز از مرکز در اثر چرخش پروانه به سازه اعمال می شود.
3- تمامی مراحل حل، شامل تحلیل هیدرودینامیکی، تحلیل سازهای و کوپل آنها در نرمافزار star ccm+ انجام میشود.
4- در شبیه سازی، از سادهسازیهای متداول استفاده نمی شود و شبیهسازی بیشترین شباهت را به واقعیت دارد.
5- ابزاری را برای مطالعات آینده که به شبیه سازی هیدروالاستیک نیازدارند، معرفی میکند.
فایل صوتی چکیده مقاله [MP3 2219 KB] (2 دریافت)
فهرست منابع
1. P. J. Maljaar and M. L. Kaminski, (2015), Hydro-elastic Analysis of Flexible Propellers: an overview, Maritime Technology and Engineering, vol. 2, no. 11, pp. 15-17. [DOI:10.1201/b17494-76]
2. T. Søntvedt, (1974), Propeller blade stresses, application of finite element methods, Computers & Structures, vol. 4, no. 1, pp. 193-204. [DOI:10.1016/0045-7949(74)90082-0]
3. S. Zhiqiang and G. Rixiu, (1996), Hydroelasticity of rotating bodies-theory and application, Marine structures, vol. 9, no. 6, pp. 631-646. [DOI:10.1016/0951-8339(95)00010-0]
4. H.-J. Lin and J. Jyi Lin, (1996), Nonlinear hydroelastic behavior of propellers using a finite-element method and lifting surface theory, Journal of Marine Science and Technology, vol. 1, no. 2, pp. 114-124.
https://doi.org/10.1007/BF02391167 [DOI:10.1007/bf02391167]
5. H. Ghassemi, G. Ghassabzadeh and M. G. Saryazdi, (2013), Effect of material on hydro-elastic behaviour of marine propeller by using BEM-FEM hybrid softwaren, Polish Maritime Research , vol. 20, no. 4, pp. 62-70. [DOI:10.2478/pomr-2013-0042]
6. Y. Ashkenazi, I. Gol'fman, L. Rezhkov and N. Sido, (1974), Glass-Fiber-Reinforced Plastic Parts in Ship Machinery, Sudostroyeniye Publishing House, pp. 138-152. [DOI:10.4271/550155]
7. A. P. Mouritz, E. Gellert, P. Burchill and K. Challis, (2001), Review of advanced composite structures for naval ships and submarines, Composite structures, vol. 53, no. 1, pp. 121-142.
https://doi.org/10.1016/S0263-8223(00)00175-6 [DOI:10.1016/s0263-8223(00)00175-6]
8. H. Lee, M. C. Song, S. Han, B. J. Chang and J. C. Suh, (2017), Hydro-elastic aspects of a composite marine propeller in accordance with ply lamination methods, Journal of Marine Science and Technology, vol. 22, no. 1, pp. 479-493. [DOI:10.1007/s00773-016-0428-4]
9. W. Zhang, F. Li, J. Ma, X. Ning, S. Sun and Y. Hu, (2022), Fluid-structure interaction analysis of the rudder vibrations in propeller wake, Ocean Engineering, vol. 265, no. 112673. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2022.112673]
10. V. R. Krishnaa, S. P. Sanaka, N. Pardhasaradhi and B. R. Rao, (2024), Hydro-elastic computational analysis of a marine propeller using two-way fluid structure interaction, Journal of Ocean Engineering and Science, vol. 7, no. 3, pp. 280-291. [DOI:10.1016/j.joes.2021.08.010]
11. L. Feng , G. Ding, Y. Hu, W. Song and Z. Lei, (2025), Identification of distributed loads on propellers based on strain modal, Applied Ocean Research, vol. 162, no. 104712. [DOI:10.2139/ssrn.5229549]
12. E. Yari, M. H. Karimi and S. Kamin, (2025), Fluid-Structure Interaction Investigation and Skew Angle Effect on Stress - In Persian, Journal of Marine Engineering, vol. 21, no. 47, pp. 14-24. http://marine-eng.ir/article-1-1144-fa.html
13. S. Kim and S. Shin, (2025), Improved unsteady fluid-structure interaction analysis using the dynamic mode decomposition on a composite marine propeller, Ocean Engineering, vol. 319, p. 120255. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2024.120255]
14. A. M. Nebiewa, A. M. Abdelsalam, I. M. Sakr, W. A. El-Askary, H. A. Abdalla and K. A. Ibrahim, (2026), Static load and structural analysis of a small horizontal axis wind turbine blade: Experimental and theoretical studies using the fluid-structure interaction method, Renewable Energy, vol. 256, no. 124385. [DOI:10.2139/ssrn.5204925]
15. A. Hajivand and S. Mousavizadegan, (2015), Virtual maneuvering test in CFD media in presence of free surface, International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, vol. 7, no. 3, pp. 540-558. [DOI:10.1515/ijnaoe-2015-0039]
16. H. Rusche, (2003), Computational fluid dynamics of dispersed two-phase flows at high phase fractions, Phd thesis in Imperial College London (University of London). [DOI:10.1007/978-3-642-01273-0_1]
17. T.-L. Liu and Z.-M. Guo b, (2013), Analysis of wave spectrum for submerged bodies moving near the free Surface, Ocean Engineering, vol. 58, no. 15, pp. 239-251. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2012.10.003]
18. J. H. Ferziger and P. Milovan, (2002), Computational methods for fluid dynamics, New York: Springer. [DOI:10.5772/7110]
19. M. Saniee Nejad, (2019), Fundamentals of turbulent flows and turbulence modeling- In Persian, Trhran: Danesh Negaar. [DOI:10.1007/978-3-031-94016-3_3]
20. Star CCM+ Software, (2018), Simcenter STAR-CCM+ Documentation Version 13.04, New York: Siemens. [DOI:10.2514/6.2020-2736] [PMID]
21. M. H. Saad, (2009), Elasticity: theory, applications, and numerics, Massachusetts, Academic Press. [DOI:10.1007/978-3-0348-8370-2_8]
22. O. Bordbar and M. Rostami V., (2020), Numerical Simulation of Hydrodynamic Performance of the Submerged Propeller with Lifting Line and Finite Volume Methods - In Persian, Iranian Journal of Marine technology (Daryafonoon), vol. 15, pp. 50-59. [DOI:10.23967/marine.2023.120]
23. U. Barkmann, (2011), Potsdam Propeller Test Case (PPTC)-Open Water Tests with the Model Propeller VP1304, Potsdam, Germany.
https://doi.org/10.7546/EngSci.LXI.24.01.02 [DOI:10.7546/engsci.lxi.24.01.02]
24. U. Barkmann, H. J. Heinke and L. Lübke, (2011), Potsdam Propeller Test Case (PPTC), The Second International Symposium on Marine Propulsors-smp 11, vol. 11, pp. 36-38. [DOI:10.1007/s11804-018-0008-6]
25. M. Sanieinejad, (2009), Fundamentals of turbulent flows and turbulence modeling - In Persian, Tehran: Daneshgar. [DOI:10.1007/978-3-031-94016-3_3]
26. M. Luhar and H. M. Nepf, (2011), Flow‐induced reconfiguration of buoyant and flexible aquatic vegetation, Limnology and Oceanography, vol. 56, pp. 2003-20017 [DOI:10.4319/lo.2011.56.6.2003]
27. F. B. Tian, H. Dai, H. Luo, J. F. Doyle and B. Ro, (2014), Fluid-structure interaction involving large deformations: 3D simulations and applications to biological systems, Journal of computational physics, vol. 258, pp. 451-469. [DOI:10.1016/j.jcp.2013.10.047] [PMID] []
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
International Journal of Maritime Technology is licensed under a
Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.