جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "propeller" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «propeller» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
در دهه های اخیر، استفاده از پهپادها به عنوان بخشی از زیرساخت های حمل و نقل شهری و منطقه ای و همچنین کاربردهای نظامی توسعه فراوانی پیدا کرده است. از طرفی، نوفه آیرودینامیکی بالای آن ها، یکی از چالش های جدی جهت اخذ گواهینامه صلاحیت پروازی برای این وسائل پرنده است. مهمترین منبع نوفه در مولتی روتورها، هواپیماها و پهپادهای ملخی با موتور الکتریکی و یا حتی موتور توربوپراپ، نوفه ناشی از ملخ است. در مطالعه حاضر، جهت شناخت بیشتر مکانیزم های موثر بر نوفه ملخ در اعداد رینولدز پایین و بررسی حساسیت نوفه به دور ملخ و زاویه قطبی انتشار آن، نوفه دوردست یک ملخ نمونه پهپاد به روش تجربی مورد ارزیابی گرفته است. نتایج نشان می دهد که نوفه ملخ شامل نوفه های تونال و پهن باند بوده به طوری که در فرکانس های پایین، بزرگترین نوفه تونال ملخ در فرکانس عبور پره رخ داده و هارمونیک های آن تا فرکانس های بالا همچنان قابل رویت هستند. از طرفی، اجزای پهن باند نوفه در محدوده های فرکانس متوسط و بالا غالب هستند. افزایش دور ملخ منجر به افزایش دامنه هر دو طیف نوفه تونال و پهن باند شده به طوری که مقادیر سطح فشار صوتی کل و طیف نوفه ملخ در اولین فرکانس عبور پره با افزایش دور ملخ افزایش یافته است. در نهایت نتایج نشان داد که نوفه پهن باند نسبت به نوفه تونال حساسیت بالاتری نسبت به زاویه انتشار صوت دارد.کلید واژگان: ملخ, نوفه آیرودینامیکی, سطح فشار صوتی, الگوی جهت دهی, فرکانسIn recent decades, the use of drones as part of urban and regional transport infrastructure, as well as military applications, has developed extensively. Contrarily, their high aerodynamic noise is one of the serious challenges to obtaining a certificate of airworthiness for these flying devices. The most important source of noise in multi-rotors, airplanes, and propeller drones with electric motors or even turboprop engines is the noise caused by propellers. In the present study, to learn more about the mechanisms affecting the propeller's noise at low Reynolds numbers and to investigate the sensitivity of the noise to the propeller rotational speed and the polar angle of its propagation, the far-field noise of a drone propeller has been evaluated experimentally. The results show that the propeller's noise includes tonal and broadband noise, so that at low frequencies, the largest propeller tonal noise occurs at the blade pass frequency, and its harmonics are still visible up to high frequencies. On the other hand, the broadband components of noise predominate in the medium and high-frequency ranges. The increase in propeller rotational speed has led to an increase in the amplitude of both the tonal and broadband noise spectrum, so that the values of the overall sound pressure level and the noise spectra of the propeller at the first blade pass frequency have increased with the increment of the propeller speed. Finally, the results showed that broadband noise has a higher sensitivity to the polar angle of sound propagation than tonal noise.Keywords: Propeller, Aerodynamic Noise, Sound Pressure Level, Directivity, Frequency
-
In this research the validation of different turbulence models of a hovering propeller at different pitch angles and revolutions has been investigated. For this purpose, the pressure on the propeller surface at different cross sections has been calculated numerically by six different turbulence models and compared with the experimental data. In the first part, the effects of changing the blade angle have been discussed, in this case, the angles of 0, 2, and 12 degrees have been selected. The results showed that changes in the pitch angle of the propeller have led to an increase in the error rate of numerical calculations. At a high pitch angle and in the same chord section, the highest amount of error is produced in leading edge section of the propeller, among which the best model in terms of production error is the k-e RNG. Also, due to the possibility of the formation of shock waves, the S-A and k-e standard models have very large errors, which shows these models' inability to simulate rotating flow with shock waves.
Keywords: Shock Wave, Propeller, Blade Pitch Angle, Turbulence Model, Hover -
پیش بینی نوسانات فشار ناشی از پروانه و نویز تابشی زیر آب موضوعی است که در مهندسی دریایی مورد توجه و علاقه زیادی قرار دارد. با این وجود، پیش بینی کامل نویز همچنان یک کار چالش برانگیز باشد. این به دلیل پدیده های مختلف است، که در میان آنها اثرات مقیاس بر روی کاویتاسیون و دنباله کشتی، محیط محدود و اثرات میدان نزدیک در آزمایش های مدل نقش مهمی دارند. تجزیه و تحلیل این مسائل به دلیل حجم نسبتا محدود داده های موجود از آزمایش های دریایی و پیچیدگی های پدیده هایی که بیشتر آن ها مربوط به کاویتاسیون بر روی پره های پروانه هستند، که در اندازه گیری های انجام شده در تونل های کاویتاسیون وجود دارند، دشوار می شود. در این مقاله به بررسی طیف نویز حاصل از پروانه های کاویتاسیونی و غیر کاویتاسیونی پرداخته و سطح کلی نویز اندازه گیری شده در باند 100 تا 10 کیلوهرتز را براساس تابعی از سرعت نوک پروانه و تعداد تیغه برای کشتی های زیر 100 متر را بررسی می کنیم.
کلید واژگان: پروانه, نویز, کاویتاسیون, غیر کاویتاسیون, زیرآبThe prediction of propeller induced pressure fluctuations and underwater-radiated noise is a subject of great and increasing interest in marine engineering. Nevertheless, the full-scale prediction of noise still a challenging task. This is due to different phenomena, among which scale effects on cavitation and ship wake, confined environment and near field effects in model tests play an important role. the analysis of these problems is made difficult by the rather limited amount of available data from sea trials and to the complexities of the phenomena, most of which related to cavitation on the propeller blades, that are present in the measurements carried out in cavitation tunnels. In this paper, we examine the spectrum of noise from cavitation and non-cavitation propellers, and we examine the overall noise level measured in the band 100 Hz to 10 kHz based on the speed of the tip of the propeller and the number of blades for ships under 100 meters.
Keywords: propeller, Noise, Cavitation, non-cavitation, underwater -
در این مقاله هدف بدست آوردن منحنی های عملکرد پروانه با استفاده از نرم افزار تجاری انسیس فلوینت می باشد. میدان جریان سیال لزج، تراکم ناپذیر و دوفازی میباشد. منحنی های مشخصه عملکرد یک پروانه سری بی - وگنینگن برای مقادیر مختلف ضریب پیشروی (J) و برای عمق های مختلف بررسی شده است. برای مدل سازی جریان مغشوش و شبیه سازی حرکت سطح آزاد به ترتیب از مدل sstω k- و روش حجم سیال استفاده شده است. برای اعتبارسنجی نتایج حل عددی با توجه به عدم دسترسی به نتایج تجربی پروانه در نزدیک سطح حل عددی در شرایط آب آزاد انجام شده و ضریب های عملکردی پروانه محاسبه شده اند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مدل سازی دایم به روش معادلات متوسط گیری شده رینولدز برای محاسبه ضرایب هیدرودینامیکی مناسب بوده و با هزینه محاسباتی کمتر و دقت مناسب نسبت به روش غیردایم نتایج را پیش بینی می کنند. از طرف دیگر در عمق ثابت با افزایش ضریب پیشروی میزان نیرو و ضرایب تراست و گشتاور کاهشی بوده است.
کلید واژگان: بررسی عددی, پروانه, عملکرد پروانه, روش حجم سیال, دینامیک سیالات محاسباتیIn this study, the effect of different depths on the performance and efficiency of a B-Wageningen series close to surface of water have been numerically investigated. For this purpose, the ANSYS-FLUENT commercial software has been used to solve the viscous, incompressible and two phase flow field. The rotation of the propeller has been implemented using the rotating reference frame model for steady flow and the sliding mesh for unsteady flow. For turbulent flow modeling and free surface simulation, the k-ω SST model and the volume of fluid method have been used, respectively. For validation of numerical results due to lack of access to experimental results of propeller close to surface, numerical solution in open water condition has been performed and performance coefficients have been calculated. Comparing the numerical results with the experiment ones shows good agreement. The results of the numerical solution show.
Keywords: Numerical investigation, Propeller, Propeller Performance Volume of Fluid Method, CFD -
تحلیل تجربی و عددی میدان جریان پایین دست یک ملخ جلوبرنده در شرایط استاتیکی با ارائه روابط نیمه تجربی
در مقاله حاضر به بررسی آزمایشگاهی میدان جریان در پایین دست یک ملخ جلوبرنده در اعداد رینولدز کم و در شرایط عملکرد استاتیکی (سرعت پروازی صفر) پرداخته می شود. این ملخ، قابلیت استفاده در پرنده های بدون سرنشین را دارد. قطر ملخ 56 سانتیمتر است و در دورهای 2550 تا 5670 دور بر دقیقه مورد آزمایش قرار می گیرد. نتایج آزمایش نشان می دهد که افزایش دور ملخ باعث افزایش سرعت القایی جریان می شود. ضریب چرخش جریان و ضریب جریان محوری در دورهای مختلف، با افزایش شعاع ملخ کاهش می یابد. نتایج تجربی سرعت مطلق جریان چرخشی در پایین دست لبه فرار ایرفویل پره ملخ نشان می دهد که در شرایط استاتیکی، توزیع شعاعی سرعت با دقت مناسبی شبیه به تیوری گردابه آزاد جریان است. برای تغییرات نسبت چرخش جریان و ضریب جریان محوری در پایین دست پره ملخ در شرایط استاتیکی به ازای r/R<0.8 روابط نیمه تجربی پیشنهاد شده است. همچنین ملخ به صورت عددی شبیه سازی شده است. درصد انحراف معیار نسبی نتایج عددی و تجربی در نیروی جلوبرنده ملخ 4/0 درصد و درصد انحراف معیار نسبی در توان مصرفی 1/4 درصد است. مقدار ضریب نمایی n برای پیش بینی عددی سرعت محوری پشت پره ملخ در شرایط استاتیکی تا محدوده 80 درصدی شعاع پره ملخ، با نتایج تجربی دارای 7/7 درصد انحراف معیار نسبی است.
کلید واژگان: ملخ های جلوبرنده, جریان چرخشی, توزیع گردابه آزاد, عملکرد استاتیکی ملخ جلوبرندهIn the current paper, downstream flow field of a propeller at low Reynolds numbers and at static conditions (zero flight speed) is investigated experimentally. This propeller can be utilized in UAVs. Propeller diameter is 56 centimeter and it is investigated at 2550 to 5670 rpm experimentally. Experiment results show that propeller rpm increasing, increases induction velocity. Flow swirl ratio and axial flow coefficient decrease along propeller radius at different propeller rpm. Experimental results of absolute velocity of swirl flow at the propeller airfoil trailing edge downstream is fairly similar to the free vortex flow theory at static condition along the blade radius. At static condition for r/R<0.8, semi-empirical equations are suggested for variation of flow swirl ratio and axial flow coefficient at downstream of propeller. The propeller is also simulated with numerical simulations. Relative standard deviation of numerical and experimental results for propeller thrust and power are 0.4 and 4.1, respectively. The exponential coefficient (n) which predicts numerical axial flow downstream of propeller for r/R<0.8 has a 7.7 relative standard deviation with experimental results at static condition.
Keywords: Propeller, Swirl Flow, Free Vortex Distribution, Propeller Static Operation -
پرنده های بدون سرنشین (کوادکوپتر، هگزاکوپتر، اوکتاکوپتر و...) می توانند منبع تولیدکننده سرو صدای شدید باشند. سرو صدای تولیدی زیاد این پرنده ها آن ها را نامناسب مناطق با جمعیت بالا به ویژه در شرایط بلند شدن از زمین و فرود آمدن یا پرواز در سطوح پایین می کند. این پژوهش به بررسی روش ها و ارایه راهکارهایی جهت کاهش یا از بین بردن سرو صدای تولیدی پهپادها می پردازد. برای کاهش سرو صدای تولیدی هر دو روش فعال و غیرفعال در نظر گرفته شده است. راهکارهایی همچون صدا خفه کن برای موتورهای پیستونی، پروانه از نوع Q-tip، تعدد تعداد پره های پروانه، مرزهای جاذب و بازتاب دهنده، پره های داکت شده، داکت های جاذب صوت، همگام سازی، کاهش نویز چند کاناله فعال (ANC) به همراه سیستم ثانویه تعبیه شده به صورت مدور در اطراف پروانه و سیستم های با پروانه های مغناطیسی معرفی شده اند.
کلید واژگان: پهپاد, سرو صدا, ملخ, جذب صدا, کنترل نویز فعالUnmanned aerial vehicles (UAVs) like drones (quadcopters, hexacopters, octocopters etc.) can be a source of a significant acoustic noise. High noise makes them less suitable for use in densely populated urban areas, particularly during take-off, landing and low level flight, due to the noise annoyance. This paper reviews methods and proposes some concepts for attenuation of UAV noise. Both passive and active solutions are considered. Solutions with piston engine silencer, Q-tip propeller, more propeller blades, absorptive and reflective barrier, ducted propeller, sound absorbing ducts, synchrophaser, multichannel active noise cancellation (ANC) system with secondary sources circularly arranged around the propeller and the system with magnetically excited propeller blades are mentioned.
Keywords: Unmanned Aerial Vehicle, Noise, Propeller, sound absorption, Active Noise Control -
International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology, Volume:12 Issue: 1, Mar 2019, PP 31 -38The paper focuses on static and dynamic analysis of propeller blade made of Aluminium-24345 material. The solid model of propeller blade and propeller are developed in CATIA V5 R20. By using this model, propeller blade was manufactured using 3-Axis CNC milling machine by adopting MASTERCAM software. Qualification tests were carried out on the propeller blade of an underwater vehicle for their strength and vibration. Impact Hammer Method is employed to measure the vibration-damping properties of Propeller blade. Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis is carried out to analyze the contours of static pressure on the 5-Blade propeller and the forces, moments acting on the propeller. Finite element analysis (FEA) of the blade was carried in ANSYS 15.0. Static, modal, harmonic analysis was carried out on analysis software for the modeled propeller blade and factor of safety was determined to qualify the propeller. Deformation of the propeller blade is measured using Coordinate Measuring Machine (CMM).Keywords: ANSYS, Cantilever Bend Test, Impact Hammer Test, Propeller
-
در تحقیق حاضر، شبیه سازی عددی منحنی عملکرد و مدل سازی میدان دائم دنباله جریان یک پروانه دریایی مورد مطالعه قرار گرفته است. حل با استفاده از نرم افزار متن باز اوپن فوم و حلگر دائم و تراکم ناپذیر سیمپل فوم انجام شده است. گرادیان ها از الگوریتم خطی گاوس محاسبه شده و معادله فشار با استفاده از روش چند شبکه ای حل شده اند. در این پژوهش، شبیه سازی منحنی عملکرد پروانه در کل بازه عملکردی انجام شده و اثر استفاده از دو مدل اغتشاشی Realizable-k-ε و k-ε-v^2-f بر نتایج بررسی شده است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که استفاده از مدل دو معادله ای در تمامی حالت ها، بجز ناحیه نزدیک به حالت بولارد، تطابق خوبی را با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد. در این حالت، زاویه حمله جریان ورودی به پروانه به شدت افزایش یافته و مدل دو معادله ای ضریب تراست را با 24% خطا پیش بینی می کند، درحالی که استفاده از مدل چهار معادله ای بهبود چشمگیری در نتایج ایجاد کرده و خطا را به 5% کاهش می دهد. در حل عددی، دنباله جریان در مقاطع مختلف طولی و شعاعی بررسی شده است که همخوانی خوبی با نتایج تجربی موجود نشان می دهد. بررسی جریان در ناحیه ویک نشان می دهد که رفتار مقطع طولی پائین دست مشابه مقطع بالادست بوده اما بازه تغییرات آن کمتر است. همچنین، بخاطر چرخشی بودن جریان پشت پروانه، مکان زاویه ای نقاط اکسترمم مولفه های ویک، دوران می کند. همچنین نتایج بدست آمده نشان می دهد که در نزدیکی ناحیه گردابه نوک پره، تغییرات مولفه سرعت محوری ویک بسیار شدید بوده و سهم مولفه های محوری و مماسی سرعت در خارج از این ناحیه، ناچیز است.کلید واژگان: پروانه, ضریب تراست, منحنی عملکرد, شبیه سازی دنباله جریان, اوپن فومIn the present research, numerical simulation of the characteristic chart and steady-state Wakefield flow around a marine propeller is conducted. Solutions were performed using the open-source OpenFOAM software and the steady incompressible simple-Foam solver. The gradients were calculated using the linear Gauss algorithm, and the pressure equation was solved with the multi-grid method. In this research, characteristic chart simulation of the propeller was carried out for the entire operational conditions and the effect of using Realizable-k-ε and k-ε-v^2-f turbulence models on the results was investigated. The results were found to be in good agreement in all conditions except for the near bollard region. In this region, the propeller inlet angle of attack severely increased, and the two equation model predicted the thrust coefficient with 24% error, while implementing the four equation model significantly developed the results and decreased the error to 5%. The wake region parameters were also investigated in the numerical simulations at different longitudinal and radial cross sections behind the propeller which showed good agreement compared with the available experimental data. Wake region investigation showed that the flow behavior in downstream cross sections is similar to the corresponding upstream section with smaller variation ranges and for the swirling flow behind the propeller, the maximum and minimum angular position of the wake components rotates. The obtained results also show that the wake axial velocity component deviation is extremely large at the blade tip.Keywords: Propeller, Thrust Coefficient, characteristic chart, Wake flow simulation, OpenFOAM
-
International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology, Volume:10 Issue: 3, Sep 2017, P 59The present paper numerically discusses the design procedure of marine ducts used for multi-component ducted propulsion systems at the stern of an axisymmetric submerged body. The results are presented in the form of tables showing the effects of dihedral angel as well as camber ratio of the duct as the two most important geometrical parameters on hydrodynamic performance of the propulsion system. Furthermore, a correlation has been extracted between the results of two and three dimensional analysis of ducted propellers. The results show that the design procedure of the duct used for a ducted propulsion system could be performed using some two dimensional analyses. The simulations are performed using a Reynolds averaged Navier Stokes Equations (RANS) based Computational Fluid Dynamics (CFD) tool.Keywords: Axisymmetric submerged body, CFD, Ducted propulsion system, Propeller
-
در این تحقیق جریان حول مقطع بال NACA2415 در رژیم های مختلف و در حضور و عدم حضور ملخ به کمک دینامیک سیالات محاسباتی شبیه سازی گردید. برای پیش بینی محل گذار لایه مرزی، از دو روش بهره گرفته شد: در روش اول از تاریخچه زمانی نوسانات ضریب پسای اصطکاکی در تخمین محل پیدایش و طول ناحیه گذار استفاده گردید. در روش دوم مدل گذار γ-〖Re〗_θ برای شبیه سازی گدار جریان آرام به آشفته بکار رفت. به منظور مقایسه تاثیر پیش بینی گذار، شبیه سازی با یک مدل آشفتگی که جریان را با فرض کاملا آشفته مدل سازی می کند نیز تکرار و نتایج هر دو تحلیل با داده های تجربی مقایسه گردیده اند. بررسی نتایج حاکی از دقت مناسب روش عددی در تخمین پارامترهای آیروینامیکی، با لحاظ نمودن گذار جریان آرام به آشفته است. در حالیکه شبیه سازی کاملا آشفته تا 70% خطا در محاسبه ضریب پسای مقطع دارد، با تخمین گذار این مقدار حداکثر به 10% کاهش می یابد. با حضور ملخ علاوه بر تغییر در الگوی جریان، مشخصه های لایه مرزی در طول دهانه بال تحت تاثیر قرار می گیرد. تغییر در توزیع برآ و مکان آغاز گذار لایه مرزی نتیجه قرارگیری بال در جریان لغزشی ملخ است. جریان لغزشی ملخ، مولفه عمودی سرعت بر روی سطح بال را افزایش داده، گذار جریان آرام به آشفته به تاخیر می افتد. سطح بالایی بال در ناحیه فرووزش مشمول این تاثیر بوده و در مقابل در ناحیه فراوزش جریان، گذار نزدیکتر به لبه حمله رخ می دهد. افزایش دور ملخ باعث تشدید این رویه می گردد.کلید واژگان: گذار, لایه مرزی آرام, آشفتگی, ملخThis work aims to prediction of laminar/turbulent transition which plays an important role on aerodynamics of wing section. In this respect the flow around the NACA2415 airfoil simulated in a Computational Fluid Dynamics (CFD) solver in different regimes with and without propeller flowfield. For predicting the transition onset, two approaches were used: The first is based on time history of the skin-friction coefficient for determining the transition onset and the transition length on the airfoil. The second is to apply transition γ-〖Re〗_θ model for laminar/turbulent transition simulation. For investigation of transition effect, the simulation repeated by use of a classical turbulent model and both results was compared with experimental data. The comparison shows that taking into account the transition effects gives a good agreement with experiment. Relative error of calculated drag coefficients for the transition based simulation is lower than 10%, while fully turbulent simulation are 70% overestimated in some incidences. Slipstream of upstream propeller changes flow pattern and boundary layer characteristics over the wing. Indeed in presence of propeller, spanwise load distribution and laminar/turbulent transition onset were affected. In propeller flowfield, increasing of velocity normal component over wing surface causes transition delay. Movement of transition onset to trailing edge on the upper surface in propeller downwash is representative of such phenomenon. On the other hand, in upwash region, the transition onset moves upstream. With the increasing propeller rotational speed, this tendency augments and so the transition onset on the wing upper surface moves far downstream in propeller downwash.Keywords: Transition, Laminar Boundary Layer, Turbulence, Propeller
-
شبیه سازی جریان اطراف پروانه یک مسئله پیچیده سیالاتی می باشد خصوصا وقتی پروانه در نزدیک سطح آزاد باشد. در این تحقیق، اثر عمق غوطه وری، سرعت پیش روی و پدیده تهویه روی عملکرد یک پروانه سری بی-وگنینگن در نزدیک سطح بصورت عددی بررسی شده است. بدین منظور از نرم افزار تجاری انسیس- فلوئنت برای حل میدان جریان سیال لزج، تراکم ناپذیر و دوفازی استفاده شده است. چرخش پروانه برای جریان دایمی بوسیله مدل دستگاه مرجع چرخان و برای جریان گذرا توسط شبکه لغزان مدل سازی شده است. برای مدل سازی جریان مغشوش و شبیه سازی حرکت سطح آزاد به ترتیب از مدل k-ω SST و روش حجم سیال استفاده شده است. برای اعتبارسنجی نتایج حل عددی، با توجه به عدم دسترسی به نتایج تجربی پروانه در نزدیک سطح، حل عددی در شرایط آب آزاد انجام شده و ضریب های عملکردی پروانه محاسبه شده اند. مقایسه نتایج عددی با نتایج تجربی از تطابق خوبی برخوردار بوده و شبیه سازی عددی را تایید می نماید. نتایج حاصل از حل عددی نشان می دهدکه نسبت غوطه وری و پدیده تهویه از عوامل موثر بر عملکرد پروانه می باشند به نحوی که با کاهش نسبت غوطه وری پروانه از 2.2 به1.4 در نسبت پیش روی 0.4، نسبت ضریب های نیروی پیش-رانش و گشتاور پیچشی به ضریب های عملکرد در شرایط آب آزاد به ترتیب 7.7 و 6 درصد کاهش می یابد.کلید واژگان: پروانه, نیروی پیش رانش, تهویه, روش حجم سیال, عملکرد پروانهSimulation of the flow around propeller is a complex fluid flow problem, especially when the propeller is closed to free surface. In this study, the effect of immersion depth, advance velocity and the ventilation phenomenon on the performance of a B-Wageningen series propeller close to surface of water have been numerically investigated. For this purpose the ANSYS-FLUENT commercial software has been used to solve the viscous, incompressible and two phase flow field. The rotation of the propeller has been implemented using the rotating reference frame model in steady state and the sliding mesh for unsteady flow. For turbulent flow modeling and free surface simulation, the k-ω SST model and the volume of fluid method have been used, respectively. For validation of numerical results due to lack of access to experimental results of propeller close to surface, numerical solution in open water condition have been performed and performance coefficients have been calculated. Comparing the numerical results with the experiment ones, shows good agreement and confirms results of numerical simulation. The results of the numerical solution show that the submergence ratio and ventilation phenomenon affect the performance of propeller so that by reducing submergence ratio from 2.2 to 1.4 in advance ratio J=0.4, ratio of thrust and torsional moment coefficients to open water performance coefficients reduced to 7.7% and 6%, respectively.Keywords: Propeller, Thrust, ventilation, Volume of Fluid Method, Propeller Performance
-
ملخ های گام متغیر به دلیل استفاده در بالگردهای پیشرفته، جهت حصول به راندمان بیشتر، پایداری بهتر و دستیابی به ارتفاعات بالاتر مورد استفاده قرار می گیرد به همین دلیل در این مقاله به بررسی رفتار این نوع ملخ ها با جابه جایی غیرخطی کوپل شده سه درجه آزادی پرداخته شده است. بر این اساس رفتار ملخ گام متغیر بر حسب تغییرات مرکز الاستیک، طول، جرم، سرعت، شعاع ژیراسیون قطبی، سختی های موجود در سه درجه آزادی و گام بررسی شده است. در مقاله حاضر جهت استخراج فرکانس های طبیعی از روش گالرکین استفاده شده و نتایج به دست آمده با نتایج گزارش شده توسط محققان دیگر مورد ارزیابی قرار گرفته است. ضمن اینکه نتایج به خوبی گواه بر همگرایی و دقت روش به کار رفته دارد مشخص شد که، پارامترهای جرم، طول و سرعت دورانی ملخ بر روی فرکانس های طبیعی تمامی مودهای ارتعاشی پره ملخ تاثیر دارند ولی سایر پارامترها به جز زاویه تغییر گام بر روی فرکانس های مودهای زوج یا فرد تاثیرگذار می باشند. همچنین در بررسی های انجام شده بر روی زاویه تغییر گام مشخص شد که این پارامتر در حالت استاتیکی بر روی فرکانس های طبیعی هیچ گونه تاثیری ندارد ولی در حالت دوران ملخ، بر روی فرکانس های طبیعی مودهای ارتعاشی به صورت سینوسی یا کسینوسی تاثیر گذار می باشد.
کلید واژگان: بالگرد, ملخ, گام متغیر, گالرکین, ارتعاشات کوپلVariable pitch propeller (VPP) are used in advanced helicopters, in order to achieve greater efficiency, better stability and achieve higher altitudes. This study is going to assess the behavior of VPP propeller with coupled non-linear displacement in three degrees of freedom. Accordingly, the behavior of this type of propeller with Changes of elastic axis distance, Length, mass, speed, polar radius of gyration, Stiffness in three degrees of freedom, and pitch have been investigated. In this paper, Gallerkin method is used to extract natural frequencies and the results were evaluated with the results reported by other researchers. The results show convergence and accuracy of the used method. In this study, it was found that parameters of mass, length and rotational speed of the propeller have effect on the natural frequencies, and all modes of vibration. However, other parameters except for the pitch angle effect on the odd or even number of frequency modes. It was also found that the pitch angle in the static mode does not effect on natural frequencies but in the case of rotation of propeller, affect on natural frequency of vibration modes as sine or cosine form.Keywords: Helicopter, Propeller, Variable Pitch, Gallerkin, Coupled vibration -
به دلیل کاربردهای گسترده پهپادها، سرمایه گذاری روی آنها در سال های اخیر افزایش یافته است. ملخ به عنوان یک عامل مهم در ایجاد نیروی پیشران این وسایل پرنده بوده و بررسی عملکرد آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به این مساله در این تحقیق تلاشی برای طراحی و ساخت وسیله ای جهت اندازه گیری نیروی تراست استاتیکی چند نمونه از ملخ های مورد استفاده در یک موتور الکتریکی با کاربرد در یک پهپاد سبک صورت گرفت. برای این کار ابتدا یک استند برای انجام تست های استاتیکی موتور طراحی، تحلیل و ساخته شد و سپس عملکرد استاتیکی موتور الکتریکی اشاره شده با چند نمونه ملخ در سرعت های دورانی مختلف اندازه گیری شده و با نتایج عددی و تحلیلی مقایسه گردید. در ادامه به منظور اعتبارسنجی نتایج، عملکرد یکی از ملخ های بررسی شده با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی مبتنی بر مدل توربولانسی k-ε،RNG به صورت عددی تحلیل گردید. مقایسه نتایج عددی، تحلیلی و تجربی برای ملخ مذکور حاکی از تطابق مناسب و صحت تست های تجربی انجام شده می باشد. نتایج بدست آمده بیانگر این مساله می باشد که در بهترین حالت اختلاف میان نتایج تحلیلی و تجربی حدود 4/ 0%، نتایج تجربی و عددی 3/ 0% و نتایج تحلیلی و عددی نیز در حدود 23/ 1 % برآورد می گردد. همچنین در محدوده تغییرات سرعت دورانی در اکثر موارد اختلاف میان نتایج تجربی و عددی کمتر از 10 % است که این موضوع حاکی از تطابق قابل قبول نتایج و نیز نشان دهنده صحت روش عددی به کار رفته و همچنین ساز وکار انجام گرفته در تست های تجربی است.
کلید واژگان: تست استند, ملخ, تراست استاتیکی, دینامیک سیالات محاسباتیBecause of various applications of UAVs, research in this field has been developed increasingly in recent years. Propeller has considerable importance as a key factor in producing propulsion in such vehicles. Having information about a propeller’s performance variations in different operational conditions is very important in order to choose a suitable propeller for a predefined mission of the flying vehicle. For this aim, in this research a test stand was designed and fabricated to evaluate the static performance of electromotor driven propellers with application in UAVs. After collecting data by performing experimental tests, the results were compared to those obtained from the numerical and analytical techniques. In order to verify the results, a propeller was modeled and a computational method was applied based on k-ε, RNG turbulence model. The comparison of experimental, analytical and computational results shows an acceptable agreement between them. According to the results, the difference between analytical and empirical results is 0.4%, the difference between computational and empirical results is 0.3% and the difference between analytical and computational results is about 1.23%. Also in the range of the rotational speed of the propeller, the difference between computational and empirical results became less than 10% in most cases, implying the validity of the applied computational method and correctness of experimental test procedure.Keywords: Test stand, Propeller, Static thrust, Computational fluid dynamics
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.