شبیه سازی عددی نوفه هیدرودینامیکی یک پروانه زیرسطحی به کمک نرم افزارهای فلوئنت و سیس نویز

در این مقاله نتایج شبیه سازی عددی میدان جریان سیال و نوفه حاصل از آن توسط نرم افزارهای فلوئنت[i] و سیس نویز[ii]در اطراف یک پروانه زیرسطحی نمونه ارائه شده است. برای این منظور، ابتدا جریان مغشوش غیردائم اطراف پروانه به وسیله روش های دینامیک سیالات محاسباتی شبیه سازی شده است. در این مرحله، ضرایب هیدرودینامیکی پروانه از حل دینامیک سیالات محاسباتی حاصل می شود. به منظور اعتبارسنجی نتایج عددی، ضرایب هیدرودینامیکی پروانه 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 محاسبه میدان آکوستیکی اطراف پروانه استفاده شده است. پس از کامل شدن محاسبات هیدرودینامیکی پروانه زیرسطحی، به منظور به دست آوردن میدان آکوستیکی جریان اطراف آن، نتایج دینامیک سیالات محاسباتی به دست آمده، در حل کننده های آکوستیک مورد استفاده قرار گرفته اند. نتایج حاصل از دو نرم افزار در فواصل دور تطابق نسبی دارند. در فواصل نزدیک گیرنده تا منابع آکوستیک، تراز صوتی پیش بینی شده توسط نرم افزار فلوئنت دارای مقداری زیاد و غیرواقعی است و مقدار آن با نتایج نرم افزار سیس نویز تفاوت زیادی دارد. همچنین نتایج نشان دهنده توزیع جهتی شدید نوفه است. به شکلی 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 به منظور تعیین نقش اجزای گوناگون پروانه در ایجاد نوفه، حل معادله طیف گسترده انجام شده است. با حل این معادله، مناطقی که سبب تولید بیشترین میزان نوفه روی سطوح پروانه می شوند قابل شناسایی است. در نهایت، نتایج حاصل از روش طیف گسترده به صورت توزیع ارائه شده و بحث بر مناطق حائز اهمیت در ایجاد نوفه مورد توجه قرار گرفته است.