بررسي عددي افزايش نيروي ليفت در يك هاوركرافت با تغيير در پارامترهاي هندسي قطعه هادي جريان و كانال هوا

Numerical Investigation of Lift Force Increase in a Hovercraft by Changing the Geometrical Parameters of Flow Transfer Part and Air Channel

هاوركرافت يك شناور مدرن است كه توانايي جابجايي بر روي سطوح مختلفي چون آب و سطح زمين را دارد. وجه تمايز هاوركرافت و ديگر شناورها در اين است كه هاوركرافت ­ها بر روي لايه اي از هوا مستقر شده و سپس حركت مي­ كنند كه اين عامل اصلي سريع­تربودن حركت آن­ها مي­ باشد. درواقع اين ويژگي منحصر به فرد هاوركرافت است كه موجب مي­ شود از آن استفاده ­هاي مختلف نظامي، تفريحي، حمل ونقل و غيره به عمل آيد. در اين مقاله مطالعه عددي جريان هواي آشفته تراكم ناپذير در حالت پايا گذرنده از سيستم تعليق هاوركرافت مورد بحث قرار گرفته است. بدين منظور هاوركرافت در نرم افزار كتيا مدل شده و پس از انتقال به نرم افزار انسيس– فلوئنت و اعمال شرايط مرزي و با حل معادلات حاكم بر مسئله، نتايج بصورت كانتورهاي فشار، سرعت و منحني نيروي ليفت ارائه شده ­اند. در اين پژوهش سعي شده است تأثير تغيير پروفيل قطعه هادي جريان و كانال انتقال هوا بر توزيع فشار و سرعت و همچنين نيروي ليفت وارده بر زير سازه مشاهده شود. در نهايت مناسب­ ترين شكل از لحاظ توزيع فشار و مقدار نيروي ليفت از ميان پروفيل­ هاي ارائه شده، پروفيل قطعه با شيب 8 درجه بود كه موجب بهبود نتيجه نسبت به پروفيل اوليه شده است. همينطور مشخص شد كه تغيير شكل­ هاي اعمال شده براي پروفيل مقطع كانال، بهبودي در ميزان نيروي ليفت هاوركرافت اوليه ايجاد نكرده است.

Hovercraft is a modern air-cushion vehicle (ACV) that has the ability to move on a variety of surfaces, such as water and land. The distinguishing feature of the hovercraft and other vessels is that the hovercrafts are deployed on a layer of air and then propelled, which is a major factor in the faster movement of them. In fact, this is a unique feature of the hovercraft, which makes it possible to use various military, recreational, transportation, and, research limitations/implications and so on. In this paper, the numerical study of the incompressible turbulent air flow in a steady state of the hovercraft suspension system is discussed. For this purpose, hovercraft is modeled in CATIA software. After transferring to the Ansys-Fluent software and applying the boundary conditions, and solving the equations governing the problem, the results are presented as pressure, velocity and curve of the lift force. In this research, we have tried to observe the effect of changing the profile of the flow transfer part and air channel on the distribution of pressure and velocity as well as the lift force applied to the substructure. Finally, the most suitable form for the distribution of the pressure and the amount of lift force from the presented profiles was the flow transfer part profile with a gradient of 8 degrees, which showed improvement in the result from the initial profile. It was also found that the deformations applied to the channel sectional profile did not improve the rate of initial lift force of the hovercraft.