هیدرودینامیک ردیاب روی یک ورق مسطح دوبعدی با آزمایشات و CFD

قیمت: 43,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

هیدرودینامیک ردیاب روی یک ورق مسطح دوبعدی با آزمایشات و CFD

عنوان لاتین

Hydrodynamics of the interceptor on a 2-D flat plate by CFD and experiments

امروزه، استفاده از ردیاب توسط لیفت کرافت دینامیک کلی و جزئی کاملا مرسوم است. در این مقاله، بسیاری از مدارک در رابطه با اثربخشی راهگیر ارائه می گردد. ردیاب ، هنگامی که در ناحیه استرن قرار گیرد، توزیع فشار را بر روی کرافت تغییر میدهد. حضور آن بر نیروی کشش ، نیروی بالابری و موقعیت مرکز فشار تاثیر دارد که منجر به تریم جدید می گردد. این مطالعه بر تاثیرات هیدرودینامیک ردیاب ها روی یک ورق مسطح دوبعدی بر اساس هردو روش تجربی و دینامیک سیال محاسباتی متمرکز می گردد. معادلات ناویر-استروک متوسط رینولد برای مدل سازی جریان اطراف یک ورق مسطح ثابت با یک ردیاب در ارتفاعات و زوایای هجوم مختلف استفاده می گردند. بر اساس روش حجمی محدود و الگوریتم سیمپل که از سازه های استاتیک استفاده می کند. این مدل میتواند تجزیه تحلیل شده و نتایج RANS میتواند با داده به دست آمده تجربی در کانال جاری آزمایشگاه از موج ها و جریان COPPE/UFRJ (در اختصار پرتغالی) استفاده گرد. مطابق نتایج، افزایش فشار در انتهای ورق مسطح متناسب با ارتفاع ردیاب است. بعلاوه، وجود ردیاب ها میتواند تا حد زیادی ضریب نیروی بالابری را در زوایای بالای هجوم افزایش دهد که با ارتفاع ردیاب نیز متناسب است. حضور ردیاب در انتهای ورق مسطح هردو ضریب بالابری و ضریب کشش را افزایش داده اما کشش هیدرودینامیک به سرعت ضریب بالابری رشد نمی کند. ضریب بالابری بسیار زیاد افزایش می یابد. همچنین، نتایج نشان میدهد که اثربخشی ردیاب متناسب با ضخامت لایه مرزی در انتهای ورق مسطح است. از آنجا که ردیاب داخل لایه مرزی است، تغییرات سرعت جریان منجر به تغییرات در ضخامت لایه مرزی می گردد که مستقیما بر بازدهی ردیاب تاثیر می گذارد. انتخاب بهینه ارتفاع ردیاب دارای تاثیر زیادی روی بازدهی آن بوده و در انتخاب آن سرعت جریان و طول قایق بایستی در نظر گرفته شود.

Nowadays, the use of interceptor by both partial and total dynamic lift crafts is quite common. In this article, a lot of evidence is given regarding the effectiveness of interceptor. The interceptor, when placed at the stern region, changes the pressure distribution around the craft. Its presence affects drag force, lifting force and the position of pressure’s center leading to a new trim. This study focuses on hydrodynamic effects of interceptors on a 2-D flat plate based on both computational fluid dynamic (CFD) and experimental approaches. The Reynolds average Navier-Stokes (RANS) equations are used to model the flow around a fixed flat plate with an interceptor at different heights and attack angles. Based on finite volume method and SIMPLE algorithm which uses static structures, this model can be analyzed and the RANS results can be compared with the experimental data obtained in the current channel of the laboratory of waves and current of COPPE/UFRJ (LOC in Portuguese acronym). According to the results, the increase of pressure at the end of the flat plate was proportional to the interceptor height. In addition, the existence of interceptors can significantly increase the lift force coefficient at high angles of attack also proportional to the interceptor height. The presence of interceptor at the end of the flat plate increased both the lift coefficient and the drag coefficient but hydrodynamic drag did not grow as fast as the lift coefficient did. The lift coefficient increased much more. Furthermore, the results showed that the interceptor effectiveness is proportional to the boundary layer thickness at the end of the flat plate. As the interceptor was inside the boundary layer alterations of flow speed led to changes in boundary layer thickness, directly affecting interceptor’s efficiency. Optimum choice of interceptor height had a great effect on its efficiency, and in choosing it the flow speed and length of the boat must be taken into consideration.