Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Kullanılarak Su Altı Araçları İçin Pervane Tasarımı Ve Analizi

Abstract

Bu çalışmada özgün bir tasarım yazılımı aracılığı ile su altı araçları için pervane tasarımı gerçekleştirilmiş ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği tabanlı yazılımlarda pervanenin becerileri doğrulanmıştır. Sonlu hacimler yöntemine dayanan algoritmaların ve tercih edilen yöntemlerin sınanması ise çeşitli pervaneler için gerçekleştirilmiştir. Deneysel verileri mevcut olan pervaneler üzerinde uygulanmış olan sonlu hacimler çözümlemesinde ağ yapısının etkisi, ayrıklaştırma derecesinin katkısı ve çalkantı modellerinin uygunluğu değerlendirilmiştir. Özgün bir tasarım yazılımında oluşturulmuş pervane üzerinde, örnek pervaneler ile doğrulanmış olan tüm benzer kurgu uygulanmıştır. Su altı aracından beklenen hız, pervane devri, çıkış gücü pervane boyutları gibi isterler oluşturulmuştur. Su altı aracı için gerekli beceri isterleri tasarlanmış pervane ile sağlanabildiği ortaya çıkarılmış, istenilen itkiyi sağlayabilen ve su altı aracını istenilen hıza ulaştırabilecek yüksek verimli pervane tasarımına ulaşılabildiği görülmüştür.

In this study a propeller design for underwater vehicles is achieved by using an unique design in-house code which is based on fluid dynamics. Finite volume based algorithms and prefered methods are obtained comparing analysis outputs with test results for different propeller types. In this comparison mesh dependency, discretization effects, turbulance model types are handled in order to investigate the convenience of solution procedure. All the obtained results are implemented on the designed propeller to achieve desired propeller characteristics. The design requirements of propeller are formed according to underwater vehicle performance. The propeller characteristics are obtained in volume-based software using computational fluid dynamics. Design inputs are compared with results of analysis. The results show that designed propeller is capable of providing desired thrusti vehicle velocity and power output with high efficiency for underwater vehicle.