Düzensiz akımdaki nozullu pervanelerin dizaynı ve analizi
Design and analysis of ducted propellers in non-uniform velocity field
- Tez No: 168399
- Danışmanlar: PROF.DR. MESUT GÜNER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Nozullu pervane, kaldırıcı hat, kaldırıcı yüzey, sonlu hacimler metodu, yüzey girdap modeli xii, Ducted propeller, lifting line, lifting surface, finite volume method, surface vorticity model xin
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Gemi pervanelerinde değişik enerji kayıplarının oluşumu kaçınılmazdır. Özellikle yüksek yükleme durumlarında en önemli yeri eksenel enerji kayıpları tutar. Bu kayıpları azaltarak genel sevk verimi artırılabilir. Bunun bir yolu da pervane etrafında nozul kullanmaktrr. Bu nedenle, geniş uygulama alanına sahip olan nozullu pervane sevk sistemlerinin dizaynı ve performans analizi için bu çalışmada sayısal metodlar geliştirilmiştir. Dizayn metodunda; pervanenin kaldırıcı hat, nozul ve göbeğin eksenel simetrik yüzey girdap metoduyla modellendiği ve nozul, göbek ve pervane aralarındaki etkileşimi dikkate alan iteratif bir yöntem kullanılmıştır. Analiz metodunda ise; kesit kalınlıklarının kaynaklarla, hidrodinamik yüklerin de uygun girdap dağılımlarıyla modellendiği ve göbek etkisinin halka girdap modeliyle hesaplara katıldığı bir kaldırıcı yüzey yöntemi kullanılmıştır. Dizayn ve analiz metodlarının sayısal uygulamaları amacıyla Fortran programlama dilinde iki ayrı yazılım geliştirilmiştir. Ayrıca sonlu hacimlere dayalı Fluent ile de CFD analizi yapılmıştır. Nozullu pervane dizayn metodu aynı zamanda, göbek ve nozul etrafındaki akım analizine imkan sağlamakta ve nozullu pervanenin tamamından veya bazı kısımlarından kaynaklanan herhangi bir noktadaki indüklenmiş hız bileşenlerini de hesaplamaya imkan tanımaktadır. Mevcut ve CFD analiz metodlarının her ikisi ile nozullu pervane üzerindeki basınç dağılımları elde edilebilmekte, ayrıca CFD yöntemiyle nozullu pervane çevresindeki akım hatları grafik ortamda elde edilebilmektedir. Mevcut analiz yöntemi göbeğin nozullu pervaneye etkisinin incelenmesine de imkan sağlamaktadır. Çalışmada nozullu pervane dizaynı, nozul ve göbek analizi için birer örnek uygulama yapılmıştır. Dizayn uygulamasından elde edilen pervane hidrodinamik değerleri kaldırıcı yüzey metodundan bulunan sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Nozul ve göbek analizlerinde bulunan sonuçlar da Fluent'ten bulunan sonuçlarla karşılaştırılarak, aralarında iyi bir uyum olduğu görülmüştür. Nozullu pervane analizi için üç uygulama gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılmış ve uyum içinde oldukları görülmüştür. Ayrıca parametrik çalışma amacıyla analizde kullanılan nozullu pervane sistemleri için nozul boyu ve pervanenin nozul içerisindeki konumunun sistemlerin performans katsayılarına etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak mevcut dizayn ve analiz yöntemleriyle kolay, hızlı ve güvenilir bir şekilde nozullu pervane dizaynı ve analizi gerçekleştirilebilmektedir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT It is unavoidable to prevent energy losses in marine propeller. Especially axial energy losses take important place at high loading case of propeller. Therefore propulsive efficiency can be increased by reducing these energy losses. One of the ways of reducing energy losses is to use duct around the propeller. Therefore, numerical methods have been developed to design and analyse ducted propeller which has very wide application in naval architecture area. For the design of ducted propellers, an iterative method is applied in which the propeller is modelled by lifting line and, duct and hub are modelled by symmetrical surface vortices. For the analysis of propulsor, a lifting surface method, where section thickness is represented by sources and hydrodynamic loads are represented by vortex distributions, is used. The effects of hub are included as ring vorticity model. Two kinds of programs have been written in Fortran programming language for design and analysis of ducted propeller. In addition to the present method, a CFD analysis (FLUENT) is applied for analysis cases. Ducted propeller design method has capability of calculating flow around hub and duct. It also provides any induced velocity due to propeller or duct at any point. Present and CFD methods give pressure distributions on propeller and duct. CFD method also provides streamlines around propeller. Present method is able to calculate the effects of hub on ducted propeller. In this work, an application for propeller design, duct arid hub analysis is carried out. The results obtained by use of the present design method are compared with those of lifting surface method. A good agreement is obtained between the finite volume method and present method for duct and hub analysis results. Three kinds of applications are carried out for ducted propeller analysis. The results of applications showed a good agreement between present and experimental methods. The effects of duct length location on propulsive characteristics is also investigated using the analysis tools. Finally it can be concluded from this work that present design and analysis methods for ducted propeller offers reliable, fast and easy solution in compare with existing methods.
Benzer Tezler
- Meteorolijide nokta semivariogram ile objektif analiz
Objective analysis with point cumulative semivariogram in meteorology
ZEYAD Z. HABİB
- Düzensiz şekle sahip gıdaların donma sürelerinin öngörülmesi
Başlık çevirisi yok
MURAT HOCALAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. COŞKAN ILICALI
- Düzensiz katılarda elektrik iletkenliğin projektör yöntemiyle hesaplanması
Calculatation of electrical conductivity in disordered solids by means of projection operators
Ş.BORA ALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BASRİ ÜNAL
- Estimation techniques for a class of non-regular distributions:The Weibull case
Düzensiz dağılımların bir sınıfında tahmin etme teknikleri: Weibull dağılım durumu
EL-BASHİR ZENBİL
- Gelişigüzel sınırları olan kanallarda laminer akıştaki hidrodinamik ve sıcaklık problemlerinin eliptik grid üretim yöntemi ile bilgisayarda analizi
Analysis of hydrodynamic and temperature distribution during laminar flow inside irregular boundary ducts by the elliptic grid generation method using a digital computer
İBRAHİM UZUN
Doktora
Türkçe
1992
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAZHAR ÜNSAL
