بررسي و مقايسه عملكرد هيدروديناميكي هيدروفويل‌هاي متقارن و نامتقارن

هيدروفويل‌ها بعنوان ابزار كاربردي در عملكرد هيدروديناميكي تجهيزات و سازه‌هاي دريايي در نظر گرفته شده و ساليان دراز است كه مورد توجه قرار گرفته‌اند. يكي از كاربردهايي كه مي‌توان به عنوان يك راهكار جديد در بحث كاهش مقاومت شناورها مطرح شود قرار دادن هيدروفويل روي بدنه آنهاست كه وجود آن باعث ايجاد يك نيروي ليفت هيدروديناميكي مخصوصا در سرعت‌هاي بالا شده و مقاومت فشاري و اصطكاكي شناور را كاهش مي‌دهد. در اين مقاله، عملكرد هيدروديناميكي دو مدل هيدروفويل NACA0012 و NACA6612 به ترتيب به عنوان متقارن و نامتقارن مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. هدف از اين بررسي، قرار دادن هيدروفويل در بدنه مياني يك شناور تريماران است كه بدليل وجود بدنه جانبي در اين نوع شناورها مي‌توان در بدنه آنها از هيدروفويل و بدون ايجاد مشكل پهلوگيري در اسكله، بهره برد. محاسبات در نظر گرفته شده بوسيله نرم‌افزار عددي AnsysCFX انجام مي‌گيرد و دقت آن با معتبرسازي چند نمونه آزمايش شده بررسي مي‌گردد. معادلات حل جريان سيال به صورت RANSE مي‌باشد و جريان با فرض اغتشاش به روش k-ε در نظر گرفته شده است. مقادير نيروهاي ليفت و درگ هيدروفويل‌ها بصورت بي بعد در زواياي حمله و سرعت‌هاي مختلف محاسبه و مقايسه گرديده و اثر پديده‌ها و شرايط درگير هر مسئله بر روي نمودارها آناليز شده است. محاسبات با بررسي استقلال مش و مقايسه آزمايشگاهي معتبرسازي شده است. نتايج نشان مي‌دهند تفاوت قابل توجه‌‌اي در مقادير بدست آمده ضرايب ليفت و درگ در شرايط مختلف مانند زاويه و سرعت وجود دارد و تغييرات شكل توزيع فشار و اثر ورتكس، عملكرد هيدروديناميكي هيدروفويل را متفاوت مي‌كند. بر اساس همين نتايج، مشاهده گرديد كه هيدروفويل نامتقارن NACA6612 داراي نسبت ليفت به درگ بيشتري نسبت به هيدروفويل متقارن NACA0012 ميباشد.