دانلود ترجمه مقاله مطالعه مقایسه ای DES تکامل گرداب برگشتی برای پروانه های کانالی و غیر کانالی (ساینس دایرکت – الزویر 2018)

مطالعه مقایسه ای DES تکامل گرداب برگشتی برای پروانه های کانالی و غیر کانالی

A comparative DES study of wake vortex evolution for ducted and non-ducted propellers

چکیده
1- مقدمه
2- پیش زمینه نظری
3- ستاپ عددی
4- نتایج
5- بحث
6- نتیجه گیری
منابع

چکیده
یک تحلیل عددی مقایسه ای در مورد تحول گرداب های بازگشتی تولیدشده توسط پروانه های کانالی و غیرکانالی در آزمایشات آب های آزاد انجام شد. شبیه سازی ها از روش شبیه سازی گردابه های گسسته (DES) با تمرکزی بر تحلیل دقیق ترکیب گرداب ها و مکانیزم تحول مکانی تحت شرایط بارگذاری مختلف استفاده کردند. در مقایسه با پروانه های غیرکانالی، تداخل بین کانال و پروانه مستقیما شکل گرداب ها و انقباض بازگشتی را تغییر داد، توزیع انرژی در میدان های جریان داخلی را عوض کرد و درنتیجه خودالقایی و القای متقابل را افزایش داد و فرآیندهای ادغام و گروه بندی اولیه را سرعت بخشید. نتایج نشان دادند که گرداب های لایه برشی آمده از کانال یک برهمکنش قوی با گرداب های نوک کج را در یک شیوه نامنظم نشان دادند و ساختارهای منسجم ثانویه را نشان دادند. گرداب های ثانویه متعدد درطول رژیم گذار تحول دینامیکی مشاهده شدند. بعد از اتلاف انرژی و ناپایداری-ها در گرداب های بازگشتی، ساختارهای گرداب بازگشتی به آرامی شکستند. طیف های تحلیل های انرژی جنبشی (KE) میدان بازگشتی بطور کمی تحول ساختارهای گردابی بازگشتی در دامنه زمانی را تایید کردند. پروانه های کانالی دارای یک فرکانس مشخصه بودند که متناظر با فرکانس شافت آن، فرکانس گذر پره (BPF) و هارمونیک-های آن ها بود.

3- ستاپ عددی
3-1 مورد آزمایش
هندسه پروانه کانالی مطالعه شده و همچنین استفاده شده در یک سیستم موقعیت یابی دینامیکی در شکل 1 نشان داده می شود. پروانه یک پروانه 4پره ای با شیب ثابت با یک قطر می باشد. مقطع های پره در هر شعاع برای تضمین بارهای عملیاتی روبه جلو و روبه عقب یکسان به صورت ایرفویل هستند. مشخصات اصلی مدل پروانه در جدول 1 فهرست می شود. کانال 19A واخنینگن با یک فاصله نوک 2mm استفاده می شود. مدل های عددی به صورت مدل پروانه کانالی (DPM) و مدل پروانه غیرکانالی (NPM) تعریف می شوند و هندسه های پروانه در هردو مورد یکسان است. اندازه دامنه محاسباتی، شرایط مرزی (شامل دیواره های کانال نیست)، توپولوژی شبکه، مدل آشفتگی، و شرایط کاری برای مدل DEM برای هردو مدل پروانه کانالی و پروانه غیرکانالی ثابت نگهداشته می شوند.

یک دستگاه مختصات کارتزین O-xyz با مبدا O واقع در مرکز هندسی پروانه در شبیه سازی ساخته می شود. جهت مثبت محور x به صورت جهت جریان ورودی یکنواخت تعریف می شود، درحالیکه جهت های مثبت محورهای y و z توسط قانون دست راست تعیین می شوند. دامنه محاسباتی یک استوانه با یک قطر 8D است، و به ترتیب از مبدا به اندازه 2D به بالا و 8D به پایین گسترش می یابد. ماهش و همکاران (2015) مشاهده کردند که تنظیم فاصله روبه بالا به صورت 2D می تواند از اثرات محصورشدگی جلوگیری کند، درحالیکه بر محاسبه تحول گرداب بازگشتی پروانه نیز تاثیر نمی گذارد. دامنه محاسباتی به زیردامنه های استاتیکی و دورانی تقسیم می شود. شرایط مرزی دامنه محاسباتی به صورت زیر تنظیم می شوند. مرز ورودی و خروجی استوانه هردو با سرعت ورودی تنظیم می شوند؛ خروجی با خروجی فشار تنظیم می شود. و سطوح پروانه و کانال با دیواره غیرلغزان تنظیم می شوند. سطوح تماسی بین زیردامنه های استاتیکی و دورانی به صورت سطح مشترک (شکل 2 را ببینید) برای تبادل و تکرار اطلاعات بین دو زیردامنه تنظیم می شود.