Numerical Investigation of Propeller Skew Effect on Cavitation

Özet

This paper addresses the skew effects (a significant geometric property) of marine propellers on cavitation phenomenon numerically. DTMB 4381, 4382, 4383 and 4384 model propellers with different skew values have been chosen to investigate the cavity patterns on the blades under open water conditions. A lifting surface method has been applied for both non-cavitating and cavitating propellers. Numerical results (nondimensional thrust and torque coefficients, efficiency values and cavity patterns on the blades) have been validated with experimental results. It has been found that the present numerical method is accurate and reliable for predicting the hydrodynamic performance of both non-cavitating and cavitating propeller under open water conditions. It has also been found that under certain conditions the skewed blades of the propeller can cause lesser cavity patterns and improve the propeller performance.

Abstract

Bu çalışmada, gemi pervanelerinin önemli bir geometrik özelliği olan çalıklığın kavitasyon oluşumu üzerindeki etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Bunun için farklı çalıklık değerlerine sahip DTMB 4381, 4382, 4383 ve 4384 model pervaneleri seçilmiş ve açık su şartları altında kanatlar üzerindeki kavitasyon oluşumları hesaplanmıştır. Bir kaldırıcı yüzey yöntemi hem kavitasyon yapan hem de yapmayan pervaneler için uygulanmıştır. Öncelikle, elde edilen sayısal sonuçlar (boyutsuz itme ve tork, verim değerleri ve kanatlar üzerindeki kavitasyon oluşumları) deneysel sonuçlarla doğrulanmıştır. Böylece mevcut yöntemin açık su şartları altında hem kavitasyonlu durumda hem de kavitasyonsuz durumda güvenilirliği ve doğruluğu gösterilmiştir. Çalışma neticesinde belirli şartlar altında artan çalıklık miktarının pervane kanatları üzerinde daha az kavitasyon oluşumuna sebep olacağı ve pervane hidrodinamik performansını iyileştirebileceği bulunmuştur.