Βελτίωση γεωμετρίας προπέλας για μεγιστοποίηση βαθμού απόδοσης με χρήση υπολογιστικής σχεδίασης και ανάλυσης

Abstract

Η προβληματική της παρούσας εργασίας επικεντρώνεται στη διερεύνηση της ροής ρευστού γύρω από ναυτική προπέλα και την απόπειρα βελτίωσης της γεωμετρίας της, με σκοπό την αύξηση του βαθμού απόδοσής της. Αφού αναφέρθηκαν οι κύριες παράμετροι μοντελοποίησης και τα βασικά χαρακτηριστικά μίας ναυτικής προπέλας, μεγάλη σημασία δόθηκε στην προσομοίωση του προβλήματος. Η γεωμετρία της προπέλας εισήχθη στο λογισμικό Solidworks, όπου σχεδιάστηκε ο περιβάλλον όγκος ελέγχου. Με τη χρήση του λογισμικού ANSA διακριτοποιήθηκε ο όγκος ελέγχου και στο λογισμικό ANSYS-CFX ορίστηκαν οι παράμετροι και έγινε επίλυση της προσομοίωσης. Ακολούθησε σύγκριση των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων με έτοιμα πειραματικά δεδομένα και η αξιολόγηση της συμπεριφοράς του ρευστού γύρω από την προπέλα. Για τη βελτίωση της απόδοσης σχεδιάστηκαν βοηθητικά πτερύγια στο λογισμικό Solidworks ,εκτελέστηκε η παραπάνω διαδικασία προσομοίωσης και εκτιμήθηκε η επιρροή τους στη συμπεριφορά της προπέλας στο ρευστό, λαμβάνοντας υπόψη τους συντελεστές ώσης, ροπής, πρόωσης, τον βαθμό απόδοσης και τις ροϊκές γραμμές του ρευστού. Εν τέλει, η προσθήκη φράκτη ακροπτερυγίων βοήθησε στην αύξηση του βαθμού απόδοσης της προπέλας, μειώνοντας το φαινόμενο της δίνης στο άκρο των πτερυγίων της προπέλας.