تحليل جريان با عمق محدود حول هيدروفويل هاي دوبعدي

Analysis of Submerged 2D Hydrofoils with Finite Depth

بررسي پارامترهاي هيدروديناميكي اجسام در حال حركت و كاملا غوطه ور در سيال به منظور شناخت اثرات سرعت، انحنا، ضخامت و زاويه حمله هيدروفويل از سال ها پيش و با روش هاي مختلف انجام مي گيرد. نرم افزار محاسباتي فلوينت امكان حل معادلات حاكم با استفاده از روش VOF براي شبيه سازي جريان دوفازي آب و هوا را به خوبي فراهم كرده است. مدل آشفتگي استفاده شده در اين تحقيق نيز، مدل آشفتگي رينولدز RSM است كه عموما مدلي دقيق تر مي باشد. در مطالعه حاضر، اثرات سطح آزاد و كف محدود بر روي هيدروفويل هاي غوطه ور به طور هم زمان بررسي شده و نتايج حاصل با نتايج به دست آمده از روش المان مرزي، مقايسه شده است. نتايج نشان مي دهد هيدروفويلي كه در عمق بيشتري قرار گرفته، داراي ضرايب برآ و پساي بالاتر و نسبت برآ به پساي بيشتري است. هم چنين در آب هاي كم عمق هيدروفويل هاي با انحناي بيشتر و زاويه حمله كمتر از عملكرد بهتري برخوردارند و امواج پايين دست جريان زودتر ميرا مي شوند.

Investigation of the hydrodynamic parameters of the moving objects under the free surface in order to study the effects of velocity, curvature, thickness and angle of attack of hydrofoils has been initiated since many years. The computational fluid dynamics software, FLUENT, provides the solution of the governing equations with VOF method for two phases flows. The RSM turbulence model is used in this article which is more accurate generally. In the present study, the effects of free surface and finite depth on the hydrofoils characteristics are investigated simultaneously and compared with those derived from the BEM method and validated with the existing and experimental values. The results show that for the hydrofoils in the more depth, the lift and drag coefficients and lift to drag fraction increases. Furthermore, in shallow water flows, the hydrofoils with higher camber and lower angle of attack have better performance and the downstream waves damp earlier.