Mutual hydrodynamic interaction between the operating propeller and the rudder

• Autorzy: Szantyr J. A.

Warianty tytułu

PL

Wzajemne oddziaływanie hydrodynamiczne pomiędzy pracującą śrubą i sterem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a description of the algorithm and computer program developed for numerical analysis of the hydrodynamic interaction between operating propeller and ship rudder. The program is based on unsteady lifting surface model representing the propeller and on boundary element model rep resenting the rudder. The program accepts arbitrary geometry of both the rudder and the propeller as the input data. Interaction with the ship hull is taken into account in the form of given non-uniform vclocity field of the ship wake. The mutual hydrodynamic interaction is taken into account by simultaneous solution of the unsteady kinematic boundary condition on both objects. The results of ca1culation include time-dependent pressure distribution on the propeller and on the rudder together with fluctuating hydrodynamic forces on both objects. Apart from that the program is capable of detecting and describing the dynamic development of different forms of the cavitation phenomena on the propeller and on the rudder. The paper includes the results of calculation of the hydrodynamic characteristics and cavitation phenomena of different propeller-rudder configurations. These results are compared with experimental data wherever available. This comparison confirms the effectiveness of the described computation method as the tool for design and analysis of the propeller-rudder configurations.

PL

Referat przedstawia opis algorytmu i programu komputerowego do analizy numerycznej oddziaływania hydrodynamicznego pomiędzy pracującą śrubą a sterem. Program jest oparty na niestacjonarnej powierzchni nośnej reprezentującej śrubę i na metodzie elementów brzegowych do reprezentacji steru. Danymi wejściowymi są dowolna geometria śruby i dowolna geometria steru. Oddziaływanie kadłuba statku jest brane pod uwagę w postaci niejednorodnego pola prędkości strumienia nadążającego. Wzajemne oddziaływanie hydrodynamiczne jest uwzględniane poprzez jednoczesne rozwiązanie niestacjonarnego kinematycznego warunku brzegowego na sterze i na śrubie. Wyniki obliczeń obejmują zmienne w czasie rozkłady ciśnienia na śrubie i na sterze wraz z wynikającymi z nich siłami hydrodynamicznymi. Ponadto program może wykrywać i opisywać różne formy dynamicznie zmiennych zjawisk kawitacyjnych występujących na sterze i na śrubie oraz wyznaczać ich hydrodynamiczne skutki. Referat zawiera wyniki obliczeń charakterystyk hydrodynamicznych i zjawisk kawitacyjnych różnych konfiguracji ster-śruba. Wyniki obliczeń zostały porównane z dostępnymi rezultatami badań eksperymentalnych. Porównanie to potwierdza skuteczność przedstawionej metody obliczeniowej jako narzędzia do projektowania i analizy konfiguracji śruba-ster.

Słowa kluczowe

EN

ship hydrodynamics; propulsar; rudder; cavitation

PL

hydrodynamika; konfiguracja śruba-ster; okrętownictwo

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 7, no 3
• Strony: 191--203
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szantyr J. A.

• Gdańsk University of Technology, ul. Narutowicza 11/12, 80-958 Gdańsk

Bibliografia

• [1] Da-Qing Li: A Non-linear Method for the Propeller-Rudder Interaction with the Slipstream Deformation Taken into Account, Comput. Methods Applied Mech. Eng., No. 130, 1996, pp. 115-132.
• [2] Hang Le Thuy: A Lifting Surface Method for the Analysis of Propeller-Rudder Interaction, Ph. D. Thesis, Gdańsk University of Technology, 2002.
• [3] Szantyr J. A.: Analytical Prediction of Propeller Cavitation, The Naval Architect July-August, 1991.
• [4] Szantyr J. A.: A Method for Analysis of Cavitating Marine Propellers in Non-uniform Flow, Intern. Shipbuilding Progress, Vol. 41, No. 427, 1994.
• [5] Szantyr J. A.: A Computational Model of the Propeller Cavitating Tip Vortex Interacting with the Rudder, Proc. 6th Intern. Symp. on Cavitation CAV'06, Wageningen, The Netherlands, September, 2006.
• [6] Molland A. F., Turnock S. R.: The Effect of Hull on the Manoeuvring Performance of Rudders, Proc. RINA Conf. On Ship Motions and Manoeuvrability, London, February, 1996.