شبیه‌سازی عددی نوفة هیدرودینامیکی یک پروانة زیرسطحی به‌کمک نرم‌افزارهای فلوئنت و سیس‏نویز

نوع مقاله: مقاله علمی- ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک دانـشـگـاه علـم و صنـعـت ایـران

2 استادیار دانشکدة مکانیـک و هـوافضـا دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین‌شهر

3 استادیار دانشکدة مهندسی مکانیک دانـشـگـاه علـم و صنـعـت ایـران

چکیده

در این مقاله نتایج شبیه‌سازی عددی میدان جریان سیال و نوفة حاصل از آن توسط نرم‌افزارهای فلوئنت[i] و سیس‏نویز[ii]در اطراف یک پروانة زیرسطحی نمونه ارائه شده است. برای این منظور، ابتدا جریان مغشوش غیردائم اطراف پروانه به‌وسیلة روش‌های دینامیک سیالات محاسباتی شبیه‌سازی شده است. در این مرحله، ضرایب هیدرودینامیکی پروانه از حل دینامیک سیالات محاسباتی حاصل می‌شود. به‌منظور اعتبارسنجی نتایج عددی، ضرایب هیدرودینامیکی پروانة نمونه، با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است که البته تطابق خوبی مشاهده شد. حل کامل هیدرودینامیکی جریان اطراف این پروانه شامل اطلاعاتی چون میدان فشار و چگالی سیال اطراف پروانه، میدان سرعت، انرژی جنبشی اغتشاشی و نرخ استهلاک انرژی اغتشاشی اطراف پروانه است که این نتایج در محاسبة میدان آکوستیکی اطراف پروانه استفاده شده است. پس از کامل‌شدن محاسبات هیدرودینامیکی پروانة زیرسطحی، به‌منظور به‌دست آوردن میدان آکوستیکی جریان اطراف آن، نتایج دینامیک سیالات محاسباتی به‌دست آمده، در حل‏کننده‌های آکوستیک مورد استفاده قرار گرفته‌اند. نتایج حاصل از دو نرم‌افزار در فواصل دور تطابق نسبی‌ دارند. در فواصل نزدیک گیرنده تا منابع آکوستیک، تراز صوتی پیش‌بینی شده توسط نرم‌افزار فلوئنت دارای مقداری زیاد و غیرواقعی است و مقدار آن با نتایج نرم‌افزار سیس‌نویز تفاوت زیادی دارد. همچنین نتایج نشان‏دهندة توزیع جهتی شدید نوفه است. به‌شکلی که بیشترین میزان انتشار نوفه در جهت محور هاب پروانه و کمترین میزان انتشار آن در جهت عمود بر محور هاب پروانه است. در ادامه و به‌منظور تعیین نقش اجزای گوناگون پروانه در ایجاد نوفه، حل معادلة طیف‌گسترده انجام شده است. با حل این معادله، مناطقی که سبب تولید بیشترین میزان نوفه روی سطوح پروانه می‌شوند قابل شناسایی است. در نهایت، نتایج حاصل از روش طیف‌گسترده به‌صورت توزیع ارائه شده و بحث بر مناطق حائز اهمیت در ایجاد نوفه مورد توجه قرار گرفته است.
[i]. Fluent ® [ii]. Sysnoise ®

کلیدواژه‌ها