Purpose.The study involves: 1) formation of 3D propeller models under study; 2) studying of the effect of profiling the blade of the propeller on its hydrodynamic characteristics; 3) development of a methodology for specifying optimal project parameters for modeling the operation of a propeller in free water, which in the future could be recommended when simulating similar tasks in the CFD package Flow Vision. Methodology. The technology of design of propellers of new series was developed. For the first time, the project methodology was proposed in the CFD package Flow Vision for studying the operation of a propeller in free water. Findings. On the example of solving a practical problem for studying the influence of blade profiling on the efficiency of a propeller, the expediency of developing the proposed methodology for setting a propeller design in the CFD package Flow Vision is justified. The using of this technique makes it possible to obtain reliable values of the propeller hydrodynamic characteristics for constructing its action curves, and also to reduce the estimated time. This approach makes it possible to optimize the process of designing propellers. Originality. Through numerous experiments and based on the analysis of the obtained results, it was found that the profiling of the propeller mainly affects its hydrodynamic characteristics. The choice and calculation of the propeller for the projected vessel occurs in the early stages of design. Therefore, the rationale for choosing one or another geometry of the marine propeller is a topical task. A method for specifying project parameters for conducting numerical experiments in studying the operation of propellers in free water was proposed and justified. Thus, it is possible to design not only the serial screws, but also the new series propellers, minimizing the costs of carrying out the research along with the reliability of the resulting calculation results. Practical value. Authors established that the influence of the propeller blade profiling on its hydrodynamic characteristics is greater than the influence of its other general and blade characteristics. The developed design methodology for the calculation of propellers in the CFD package Flow Vision can be used to design the marine propellers of both new series and existing ones, and also in the case of optimizing the shape of the propeller to ensure the greatest efficiency. The application of the technique will allow reducing the time for conducting a numerical experiment due to the convergence of the solution in a relatively short time.

    Цель. Для обоснования экспериментальных методов необходимо: 1) сформировать 3D-модели исследуемых гребных винтов; 2) изучить влияние профилировки лопасти гребного винта на его гидродинамические характеристики; 3) разработать методику задания оптимальных параметров проекта для моделирования работы гребного винта в свободной воде, которые в дальнейшем можно было бы рекомендовать при моделировании подобных задач в CFD-пакете FlowVision. Методика. Разработана технология проектирования гребных винтов новых серий. Впервые предложена методика постановки проекта в среде CFD-пакета FlowVision для исследования работы гребного винта в свободной воде. Результаты. На примере решения практической задачи по исследованию влияния профилировки лопасти на эффективность гребного винта обоснована целесообразность разработки предложенной методики постановки проекта для расчёта гребных винтов в CFD-пакете FlowVision. Применение данной методики позволяет получить достоверные значения гидродинамических характеристик винта для построения кривых действия, а также сократить расчётное время. Такой подход дает возможность оптимизировать процесс проектирования гребных винтов. Научная новизна. Путём проведения многочисленных экспериментов и на основании анализа полученных результатов было установлено, что именно профилировка гребного винта в большей степени влияет на его гидродинамические характеристики. Выбор и расчёт гребного винта для проектируемого судна происходит на ранних стадиях проектирования. Поэтому обоснование выбора той или иной геометрии винта является задачей актуальной. Предложена и обоснована методика задания параметров проекта для проведения численных экспериментов при изучении работы гребных винтов в свободной воде. Таким образом, можно проектировать не только серийные винты, но и винты новых серий, максимально сокращая расходы на проведение исследований наряду с достоверностью получаемых результатов расчёта. Практическая значимость. Авторами установлено, что влияние профилировки лопасти гребного винта на его гидродинамические характеристики больше, чем влияние других общих и лопастных характеристик. Разработанная методика постановки проекта для расчёта гребных винтов в CFD-пакете FlowVision может быть использована при проектировании винтов как новых серий, так и уже существующих, а также в случае оптимизации формы гребного винта с целью обеспечения наибольшего коэффициента полезного действия (КПД). Применение методики позволит сократить время на проведение численного эксперимента за счёт сходимости решения через сравнительно небольшой отрезок времени.

    Мета. Для обґрунтування експериментальних методів необхідно: 1) сформувати 3D-моделі досліджуваних гребних гвинтів; 2) вивчити вплив профілювання лопаті гребного гвинта на його гідродинамічні характеристики; 3) розробити методику завдання оптимальних параметрів проекту для моделювання роботи гребного гвинта у вільній воді, які в подальшому можна було б рекомендувати при моделюванні подібних завдань в CFD-пакеті Flow Vision. Методика. Розроблено технологію проектування гребних гвинтів нових серій. Вперше запропонована методика постановки проекту в середовищі CFD-пакета Flow Vision для дослідження роботи гребного гвинта у вільній воді. Результати. На прикладі вирішення практичного завдання по дослідженню впливу профілювання лопаті на ефективність гребного гвинта обґрунтовано доцільність розробки запропонованої методики постановки проекту для розрахунку гребних гвинтів в CFD-пакеті Flow Vision. Застосування даної методики дозволяє отримати достовірні значення гідродинамічних характеристик гвинта для побудови кривих дії, а також скоротити розрахунковий час. Такий підхід дає можливість оптимізувати процес проектування гребних гвинтів. Наукова новизна. Шляхом проведення численних експериментів та на підставі аналізу отриманих результатів було встановлено, що саме профілювання гребного гвинта в більшій мірі впливає на його гідродинамічні характеристики. Вибір та розрахунок гребного гвинта для судна, що проектується, відбувається на ранніх стадіях проектування. Тому обґрунтування вибору тієї чи іншої геометрії гвинта є завданням актуальним. Запропоновано та обґрунтовано методику завдання параметрів проекту для проведення чисельних експериментів при вивченні роботи гребних гвинтів у вільній воді. Таким чином можна проектувати не тільки серійні гвинти, а й гвинти нових серій, максимально скорочуючи витрати на проведення досліджень, отримуючи при цьому достовірні результати розрахунку. Практична значимість. Авторами встановлено, що вплив профілювання лопаті гребного гвинта на його гідродинамічні характеристики більше, ніж вплив інших загальних і лопатевих характеристик. Розроблена методика постановки проекту для розрахунку гребних гвинтів у CFD-пакеті Flow Vision може бути використана при проектуванні гвинтів як нових серій, так і вже існуючих, а також у разі оптимізації форми гребного гвинта з метою забезпечення найбільшого коефіцієнту корисної дії (ККД). Застосування методики дозволить скоротити час на проведення чисельного експерименту за рахунок збіжності рішення через порівняно невеликий відрізок часу.


    Zugriff

    Download


    Exportieren, teilen und zitieren



    Titel :

    INFLUENCE OF BLADE AND PROFILE CHARACTERISTICS ON HYDRODYNAMIC EFFICIENCY OF MARINE PROPELLERS.
    ВЛИЯНИЕ ЛОПАСТНЫХ И ПРОФИЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ГИДРОДИНАМИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГРЕБНЫХ ВИНТОВ.
    ВПЛИВ ЛОПАТЕВИХ ТА ПРОФІЛЬНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ГІДРОДИНАМІЧНУ ЕФЕКТИВНІСТЬ ГРЕБНИХ ГВИНТІВ


    Beteiligte:
    Korol, Y. M. (Autor:in) / Kornelyuk, O. M. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2017-09-06


    Anmerkungen:

    Science and Transport Progress ; No. 4(70) (2017); 80-88



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Elektronische Ressource


    Sprache :

    Russisch