doi:
УДК: 629.12.037.14

УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИЖИТЕЛЯ В НАСАДКЕ

Яковлев А. Ю., Белая А. Б.
Язык статьи: русский

Аннотация

Для проектирования и отработки движителей традиционно используются упрощенные инженерные методы оценки их характеристик. В частности, применяются метод граничных интегральных уравнений и модель идеального движителя. Учет потерь в канале движителя осуществляется с помощью данных, приведенных в справочной литературе. В представленной работе для уточнения оценки потерь, полученных по упрощенным соотношениям, предлагается использовать CFD-моделирование течения в канале движителя на одном из режимов его работы. В качестве источника тяги при CFD-моделировании используется модель активного диска. В статье приводятся результаты расчета потерь в канале, определенных традиционным путем и с помощью CFD-расчета. Показано, что уточнение величины потерь приводит к изменению режима протекания через движитель, что должно учитываться при проектировочном расчете. Ключевые слова: движитель, кольцевая насадка, активный диск, потери напора, CFD-расчет, инженерный метод расчета

Список литературы

1. 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.
2. Куликов С.В., Храмкин М.Ф. Водометные движители (теория и расчет), Л.: Судостроение, 1980.
3. Qin Zhang, Rajeev K. Jaiman, Peifeng Ma, Investigation on the performance of a ducted propeller in oblique flow, arXiv:1801.03211v1 [physics.flu-dyn] 10 Jan 2018.
4. 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.
5. Chamanara M., Ghassemi H., Hydrodynamic Characteristics of the Kort-Nozzle Propeller by Different 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.
6. Kroll Th.B. and Mahesh K., Large-eddy simulation of a ducted propeller in crashback, Flow (2022), 2 E4 doi:10.1017/flo.2021.18.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. Яковлев А.Ю. Определение пропульсивных характеристик движительного комплекса ГВ в насадке, 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.
11. Маринич Н. В. Оптимизация формы направляющей насадки - Труды Крыловского государственного научного центра. Выпуск 73 (357). СПб: Крыловский государственный научный центр, 2013, с. 51–62.
12. 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.
13. 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.
14.Лобачев М.П., Русецкий А.А., Яковлев А.Ю. Проектирование и гидродинамический расчет водометных движителей. СПб.: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2014.
15. Идельчик Н.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям, М: Машиностроение, 1992.
16. 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.
17. OpenFOAM [Элетронный ресурс] https://www.openfoam.com/.