تشكيل بانك اطلاعات پایان‌نامه‌های دانشجویی در مارین نیوز

تحلیل هیدروسازه پروانه نیمه‌مغروق (سطحی)
حسین مهدی‌پور*
اساتید راهنما: دكتر رهبر رنجی، دكتر قاسمی
با گسترش كاربرد شناورهای تندرو در صنایع دریایی، نیاز به بررسی و برطرف كردن مشكلات پیش‌رو در این شناورها پیش از پیش احساس می‌شود. پروانه‌های نیمه مغروق (spp) دارای كاربرد گسترده در شناورهای تندرو می‌باشد. با توجه به اینكه پروانه‌های نیمه‌مغروق دارای بازده بالا، مقاومت كمتر و توان استفاده از دور بالاتر می‌باشد و به دلیل هزینه كم نگهداری و توانایی استفاده پروانه نیمه‌مغروق در مناطق كم‌عمق، استفاده از این نوع سیستم رانش رو به افزایش می‌باشد.

اما به دلیل عدم وجود تحلیل تئوری و نبودن اطلاعات آزمایشگاهی، هنوز طراحی پره‌های نیمه‌مغروق بر اساس سعی و خطا صورت می‌پذیرد. استحكام پروانه‌های نیمه‌مغروق، یكی از مهمترین پارامترها در عملكرد سیستم رانش می‌باشد.

در این پایان‌نامه، در ابتدا مدل سه‌بعدی پروانه نیمه‌مغروق بوسیله نرم‌افزار SPD ساخته و در نرم‌افزار Solid Work حجم‌دار می‌شود. سپس در نرم‌افزار Ansys پروانه مش زده می‌شود و در نرم‌افزار CFX تحلیل سیالاتی و در Ansys Workbench تحلیل سازه‌ای پروانه در دو حالت مغروق و نیمه‌مغروق، مورد تحلیل قرار می‌گیرد.

در حالت مغروق، در قسمت سیالاتی جریان پایا و بار دیگر گذرا در نظر گرفته شده است و فشارهای بدست آمده از تحلیل سیالاتی بر روی پروانه قرار گرفته و تحلیل سازه‌ای پروانه انجام می‌شود و سپس این تحلیل، بصورت هیدروالاستیك (كوپل) یعنی دو قسمت سازه و سیال بطور همزمان شروع به كار می‌كند و معادلات سیالاتی و جامداتی بطور همزمان، حل می‌شود.

برای پروانه نیمه‌مغروق به دلیل مشكلات نرم‌افزار Ansys در حالت نیمه‌مغروق كه به دلیل قفل شكسته بودن این نرم‌افزار اتفاق می‌افتد و حل كوپل را ممكن نمی‌سازد و به همین دلیل، تحلیل به صورت یك‌طرفه (جداگانه) بین دو نرم‌افزار Ansys و SPD انجام می‌پذیرد و فشارهای بدست آمده از نرم‌افزار SPD بر روی پروانه قرار می‌گیرد و تحلیل تنش و كرنش و آنالیز مدال انجام می‌پذیرد.

با توجه به نتایج بدست آمده، محل تنش حداكثر در پروانه در دو حالت مغروق و نیمه‌مغروق در 25/0R اتفاق می‌افتد و با مقایسه با نتایج آزمایشگاهی می‌توان نتیجه گرفت كه تحلیل كوپل دارای دقت بسیار بیشتر از حل جدا می‌باشد و اگر شرایط مرزی و اولیه درست تعریف بشوند، می‌توان جواب‌های قابل اطمینان و بدون نیاز به جواب‌های آزمایشگاهی برای اعتباردهی می‌باشد.

*دانشجوی كارشناسی ارشد دانشكده كشتی‌سازی دانشگاه صنعتی امیركبیر
بهمن 88