doi:
UDK: 629.12.037.14

AN IMPROVED ENGINEERING METHOD FOR EVALUATING THE DUCTED PROPULSOR CHARACTERISTICS

Яковлев А. Ю., Белая А. Б.

Read full article
Article language: английский

Annotation

Simplified engineering methods for evaluating propulsor characteristics are traditionally used for the design and development of ducted propulsors. In particular, the method of boundary integral equations and the actuator disk model are used. Accounting of losses in the propulsion channel is carried out using the data presented in the engineering handbook. It is proposed in the present paper to use CFD-modeling of the propulsor channel flow to clarify the estimation of losses obtained by simplified ratios. It is submeeted the CFD-modeling must fulfilled at one operating mode only. The actuator disk model is used as a thrust source in CFD-modeling. The paper presents the results of calculating losses in the channel determined by the traditional way and using CFD-calculation. It is shown that the refinement of the loss value leads to a change in the flow mode through the propulsor. It should be taken into account in the design calculation.
Keywords: propulsion, ring duct, actuator disk, pressure loss, CFD-calculation, engineering calculation method

Bibliography

Li, Q.; Abdullah, S.; Rasani, M.R.M. A Review of Progress and Hydrodynamic Design of Integrated Motor Pump-Jet Propulsion. Appl. Sci. 2022, 12, 3824. https://doi.org/ 10.3390/app12083824
Куликов С.В., Храмкин М.Ф. Водометные движители (теория и расчет), Л.: Судостроение, 1980
Qin Zhang, Rajeev K. Jaiman, Peifeng Ma, Investigation on the performance of a ducted propeller in oblique ow, arXiv:1801.03211v1 [physics. u-dyn] 10 Jan 2018
Ghadimi P., Donyavizadeh N., and Taghikhani P., Utilization of Open-Source OpenFOAM Code to Examine the Hydrodynamic Characteristics of a Linear Jet Propulsion System with or without Stator in Bollard Pull Condition, Hindawi International Journal of Rotating Machinery Volume 2020, Article ID 8867416, 11 pages https://doi.org/10.1155/2020/8867416
Chamanara M., Ghassemi H., Hydrodynamic Characteristics of the Kort-Nozzle Propeller by Di erent Turbulence Models, American Journal of Mechanical Engineering, 2016, Vol. 4, No. 5, 169-172 Available online at http://pubs.sciepub.com/ajme/4/5/1 ©Science and Education Publishing DOI:10.12691/ajme-4-5-1
Kroll Th.B. and Mahesh K., Largeeddy simulation of a ducted propeller in crashback, Flow (2022), 2 E4 doi:10.1017/ o.2021.18
Baltazar J., Falcao de Campos J. A. C., Bosschers J., Open-Water Thrust and Torque Predictions of a Ducted Propeller System with a Panel Method, Hindawi Publishing Corporation International Journal of Rotating Machinery Volume 2012, Article ID 474785, 11 pages doi:10.1155/2012/474785
Gaggero S., Rizzo C.M., Tani G., and Viviani M., EFD and CFD Design and Analysis of a Propeller in Decelerating Duct, Hindawi Publishing Corporation International Journal of Rotating Machinery Volume 2012, Article ID 823831, 15 pages doi:10.1155/2012/823831
Zhou, Y.; Wang, L.; Yuan, J.; Luo, W.; Fu, Y.; Chen, Y.; Wang, Z.; Xu, J.; Lu, R.Comparative Investigation on Hydrodynamic Performance of Pump-Jet Propulsion Designed by Direct and Inverse Design Methods. Mathematics 2021, 9, 343. https://doi.org/10.3390/math9040343
Яковлев А.Ю. Определение пропульсивных характеристик движительного комплекса ГВвнасадке, с использованием модели идеального движителя // В сборнике докладов представленных на семинаре ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова, СПбГМТУ и НТО им. акад. А.Н.Крылова для молодых специалистов, аспирантов и студентов, вып.1, С.-Пб., 1998, с.17-32
Маринич Н. В. Оптимизация формы направляющей насадки - Труды Крыловского государственного научного центра. Выпуск 73 (357). СПб: Крыловский государственный научный центр, 2013, с. 51-62
Marinich N.V., Yakovlev A.Yu., Ovchinnikov N.A. and Veikonheimo T. Multicomponent design of rotor-stator-nozzle (RSN) propulsor on azipods // VII International Conference on Computational Methods in Marine Engineering MARINE 2017, Nantes, France, May15-17, 2017, pp. 496 - 507
Бушковский В. А., Яковлев А. Ю. Метод граничных элементов для расчета обтекания тел, имеющих осевую симметрию // Труды ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, вып. 36(321), 2008, с.187-200
Лобачев М.П., Русецкий А.А., Яковлев А.Ю. Проектирование и гидродинамический расчет водометных движителей. СПб.: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2014
Идельчик Н.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям, М: Машиностроение, 1992
Яковлев А.Ю., Тхант Зин Метод учета масштабного эффекта для осесимметричных тел при продольном обтекании // Морские интеллектуальные технологии, №2, т. 2, 2020, с. 28 - 34
OpenFOAM [Элетронный ресурс] https://www.openfoam.com/


Before: "Proceedings of LKI"

Contacts


Address:
Российская Федерация,
190121, г. Санкт-Петербург,
ул. Лоцманская, д. 3, литера А
аудитория 349
Phone: 8 (952) 266-52-88
Email: journal@smtu.ru