انتخاب پروانه بهینه و متناسب بدنه کشتی و نیز انتخاب حالت قرارگیریسکان و همچنین انتخابسرعت چرخش پروانه در دراز مدت تاثیر قابل توجهی در عملکرد کشتی و مصرف سوخت و هزینه‌های تعمیر و نگهداری خواهد داشت. معیارهای مهم در انتخاب پروانه، نیروی پیش‌رانش تولیدی، راندمان بالا و عدم یا کمترین احتمال وقوع کاویتاسیون می‌باشند. سکان عامل کنترلی و هدایت کشتی است و با توجه به نوع کشتی و ابعاد آن متنوع است. معمولا سکان یک عضو منفعل در کشتی بوده و متناسب با سرعت جریان، نیرو و گشتاور لازم را برای کنترل و هدایت کشتی تولید می‌کند و در زمانی که سرعت کشتی کاهش می‌یابد از کارایی آن کاسته می‌شود. امروزه استفاده از کامپیوتر بخش جدایی‌ناپذیر طراحان پروانه و سکان است. استفاده روزافزون از الگوریتم‌های عددی علاوه بر دلایلی مانند ملاحظات زمانی و صرفه‌جویی در هزینه، از جهت امکان بررسی پارامترهای گوناگون در مطالعات سیستماتیک نیز حائز اهمیت است. دینامیک سیالات محاسباتی نه تنها ابزاری مناسب برای پیش بینی عملکرد سکان وپروانه کشتی است بلکه فهم بهتری از پروسه‌های جریان و کاویتاسیون در طول پروانه را فراهم می‌کند. در این مطالعه ابتدا با استفاده از مدل حجم سیال سعی می‌شود دینامیک سیالات محاسباتی ( CFD ) در یک سکان و پروانه کشتی در حالت سه بعدی، با استفاده از نرم‌افزار FLUENT ( فلوینت ) مورد بررسی قرار گیرد تا تأثیر سرعت پروانه بر احتمال وقوع پدیده کاویتاسیون روی آن مشاهده گردد. برای مدلسازی جریان آشفته از مدل k-ε RNG استفاده شد. در انتها این نتیجه حاصل گردید که سرعت پروانه کشتی می‌بایستی در یک محدوده مشخص باشد و با افزایش یا کاهش آن، مقدار کاویتاسیون افزایش می‌یابد. این محدوده سرعت با مقادیر درج شده در مقالات و مقادیر بدست آمده در حالت تجربی سازگاری خوبی دارد که این حاکی از صحت اجرای پروژه می باشد. بنابراین می توان ازنتایج بدست آمده در طراحی سکان وپروانه کشتی در صنعت نیز استفاده نمود. همچنین پدیده ویک نیز در اطراف سکان وپروانه بررسی گردید و نتایج به صورت کانتور و بردار سرعت ارائه گردید.

آنچه در این شبیه سازی خواهید آموخت:

1- آشنایی با معادلات مربوط به مدل های چند فازی و مدل های آشفتگی و نیز معادلات مربوط به پروانه و سکان کشتی

2- آشنایی و نحوه کار با مدل حجم سیال و مدل آشفتگی k-ε RNG

3- بررسی احمال وقوع پدیده کاویتاسیون و پارامترهای موثر بر آن 

4- چگونگی بررسی هندسه سکان و پروانه کشتی در حالت آشفته با استفاده از نرم افزار FLUENT ( فلوینت ) 

5- بررسی پدیده ویک در کشتی

6- نحوه بررسی توزیع بخار (کسر حجمی) روی پروانه و سکان با استفاده از نرم افزار FLUENT ( فلوینت ) 

1- آشنایی اولیه با مفاهیم سکان و پروانه کشتی در جریان دو فازی

2- آشنایی با  پدیده کاویتاسیون روی سکان وپروانه کشتی و جریان ویک پشت پروانه و مدل‌های آشفتگی و چند فازی آن

3- آشنایی با نرم افزار Ansys Fluent 16

برای آشنایی با نرم افزار Fluent  می توانید با کلیک بر روی عنوان های زیر به مقاله های مورد نظر هدایت شوید. لازم به ذکر است که نرم افزار Fluent از پرکاربردترین نرم افزار های مهندسی در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک می باشد که بسیاری از دانشجویان با استفاده از نرم افزار Fluent  به ارایه پایان نامه های کارشناسی ارشد, پروژه های صنعتی و علمی می پردازند.

- آشنایی با نرم افزار Fluent

- آموزش نصب نرم افزار Fluent