Flödesberäkning av PPTC Propeller

Camatec har analyserat PPTC propellern och jämfört oss med andra institut och mätningar. Resultatet av denna analys visar att vi står oss bra i jämförelsen med andra.

Bakgrund

SVA Potsdam GmbH gjorde geometrin för en propeller (VP1304) tillgänglig för andra forskningsinstitut och företag för att kunna utföra CFD beräkningar på. Bakgrunden till detta var att grupperna skulle kunna validera deras numeriska verktyg till verkliga tester i kaviteringstunnlar.

Tre olika fall publicerades:

• Olika framdriftstal.
• Precisa hastighetsberäkningar bakom propellern.
• Kavitationsområden.

Efter resultaten kommit in från ett antal institut och företag så publicerade SVA detaljerade resultat från mätningarna och jämförelser mellan olika deltagares resultat.

Camatec har analyserat de tre olika fallen med OpenFOAM 2.2.2. För kavitationsanalysen har den tidberoende kavitationslösaren i OpenFOAM modifierats till en stationär lösare.

Framdriftstal

Här skulle tre olika framdriftstal; trust, vridmoment och effektivitetkoefficienterna; bestämmas där propeller var i en pull arrangemang. Camatecs resultat jämfört med mätvärden visas i Figur 2.

figur1 pptc propeller

Figur 1: Figuren visar hastigheten efter propellern för första fallet.

figur2 pptc diagram

Figur 2: Diagrammet ovan visar hur väl vi har kunnat bestämma de olika framdriftstalen för propellern.

De resultat Camatec kom fram till under simuleringarna var jämförbara med andra deltagares resultat.

Hastighetsfält

I detta fall skulle tre olika hastighetskomponenter bestämmas bakom propellern. Här var propellern arrangerad i en push arrangemang. En figur på hastighetensfältet och ett av diagrammen på hastigheten utefter en båge visas nedan.

figur3 pptc hastighetsfalt

Figur 3: Ovan visas hastighetsfältet i en skiva på avståndet en femtedels diameter bakom propellern.

figur4 pptc diagram hastighet

Figur 4: Figuren ovan visar den normerade hastigheten i den axiella riktningen.

Camatecs resultat i detta fall överensstämmer bra med de uppmätta resultaten och är jämförbara med de andra deltagarna i studien.

Kavitering

I detta fall studerades kavitationsområdena kring propellern. Camatecs resultat för ett av fallen visas i Figur 5. Ett diagram över tryckkoefficienten utmed en linje på ett blad visas nedan. De resultat Camatec kom fram till under simuleringarna var jämförbara med andra deltagares resultat.

figur5 pptc kavitation

Figur 5: De röda områdena ovan visar den yta där fluiden består av 20% ånga.

figur6 pptc tryckkoefficient

Figur 6: Diagrammet ovan visar tryckkoefficienten utefter en båge på bladet.

Animeringar på propellern och flöde: