شبيه‌سازي عددي نوفه هيدروديناميكي يك پروانه زيرسطحي به‌كمك نرم‌افزارهاي فلوينت و سيس‏نويز

چكيده: در اين مقاله نتايج شبيه‌سازي عددي ميدان جريان سيال و نوفه حاصل از آن توسط نرم­افزارهاي فلوينت[i] و سيس‏نويز[ii]در اطراف يك پروانه زيرسطحي نمونه ارايه شده است. براي اين منظور، ابتدا جريان مغشوش غيردايم اطراف پروانه به‌وسيله روش­هاي ديناميك سيالات محاسباتي شبيه‌سازي شده است. در اين مرحله، ضرايب هيدروديناميكي پروانه از حل ديناميك سيالات محاسباتي حاصل مي­شود. به‌منظور اعتبارسنجي نتايج عددي، ضرايب هيدروديناميكي پروانه نمونه، با نتايج تجربي موجود مقايسه شده است كه البته تطابق خوبي مشاهده شد. حل كامل هيدروديناميكي جريان اطراف اين پروانه شامل اطلاعاتي چون ميدان فشار و چگالي سيال اطراف پروانه، ميدان سرعت، انرژي جنبشي اغتشاشي و نرخ استهلاك انرژي اغتشاشي اطراف پروانه است كه اين نتايج در محاسبه ميدان آكوستيكي اطراف پروانه استفاده شده است. پس از كامل‌شدن محاسبات هيدروديناميكي پروانه زيرسطحي، به‌منظور به‌دست آوردن ميدان آكوستيكي جريان اطراف آن، نتايج ديناميك سيالات محاسباتي به‌دست آمده، در حل‏كننده‌هاي آكوستيك مورد استفاده قرار گرفته‌اند. نتايج حاصل از دو نرم‌افزار در فواصل دور تطابق نسبي‌ دارند. در فواصل نزديك گيرنده تا منابع آكوستيك، تراز صوتي پيش­بيني شده توسط نرم­افزار فلوينت داراي مقداري زياد و غيرواقعي است و مقدار آن با نتايج نرم­افزار سيس‌نويز تفاوت زيادي دارد. همچنين نتايج نشان‏دهنده توزيع جهتي شديد نوفه است. به‌شكلي كه بيشترين ميزان انتشار نوفه در جهت محور هاب پروانه و كمترين ميزان انتشار آن در جهت عمود بر محور هاب پروانه است. در ادامه و به‌منظور تعيين نقش اجزاي گوناگون پروانه در ايجاد نوفه، حل معادله طيف‌گسترده انجام شده است. با حل اين معادله، مناطقي كه سبب توليد بيشترين ميزان نوفه روي سطوح پروانه مي­شوند قابل شناسايي است. در نهايت، نتايج حاصل از روش طيف‌گسترده به‌صورت توزيع ارايه شده و بحث بر مناطق حايز اهميت در ايجاد نوفه مورد توجه قرار گرفته است.