Оценка некоторых гидродинамических характеристик подводного крыла вблизи свободной поверхности с помощью «ANSYS FLUENT»

  • С.П. Астреин Волжский государственный университет водного транспорта, г. Нижний Новгород, Россия https://orcid.org/0009-0007-9369-2921
  • С.Н. Гирин Волжский государственный университет водного транспорта, г. Нижний Новгород, Россия https://orcid.org/0009-0001-3741-8502
  • А.С. Гусев Волжский государственный университет водного транспорта, г. Нижний Новгород, Россия https://orcid.org/0009-0004-2952-0672
  • Е.Ю. Чебан Волжский государственный университет водного транспорта, г. Нижний Новгород, Россия https://orcid.org/0000-0002-0983-9879

Аннотация

В настоящей статье рассматриваются несколько задач по определению гидродинамических характеристик подводного крыла в программном комплексе ANSYS Fluent при различных заглублениях крыла. Целью выполненных исследований является учет особенностей применения указанного комплекса для решения задач обтекания различных тел жидкостью. Верификация результатов численных экспериментов осуществляется путем сопоставления с известными экспериментальными данными, полученными различными авторами. В отечественной литературе опубликованы результаты испытаний крыла при различных заглублениях и углах атаки, выполненные в 60-х годах прошлого века. В настоящей статье показано, что максимальное расхождение в величинах коэффициента подъемной силы численного и модельного экспериментов не превышает 10%. В зарубежной литературе опубликованы экспериментальные результаты определения коэффициентов подъемной силы и сопротивления крыла, выполненные сравнительно недавно с использованием современной аппаратуры. Численные эксперименты, выполненные авторами настоящей статьи, показали, что в данном случае расхождение в результатах не превышают 4%. На основании полученных результатов делается вывод о возможности использования указанного комплекса для решения ряда задач, связанных с проектированием крыльевых систем.

Ключевые слова: катамаран, катамаран с подводными крыльями, подводные крылья, судно на подводных крыльях, крыльевые системы, буксировочные испытания, подъемная сила, сила сопротивления, эксперимент, свободная поверхность.

Литература

Saadia Adjali, Omar Imine, Mohammed Aounallah, Mustapha Belkadi Numerical Simulation of Free Surface Water Wave for the Flow around NACA 0012 Hydrofoil and Wigley Hull Using VOF Method World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering Vol:9, No:5, 2015 p.884-888

Maria Margareta, Zau Beu Computational Fluid Dynamic for Performance Hydrofoil due to Angle of Attack Journal of Earth and Marine Technology (JEMT), 1(1), 12-19/ ISSN 2723-8105 DOI: 10.31284/j.jemt.2020.v1i1.1146

Puteri Nurfarah, Adawiyah Taslina, Aliashim Albania, Mohd Zamri Ibrahima, Mohd Azlan Musaa, Zulkifli Mohd Yusopa & Mohd Afifi Jusoha Computational Fluid Dynamics Analysis of Seven Selected Hydrofoils for Different Angle of Attack. Jurnal Kejuruteraan SI 4(1) 2021: 71-75 https://doi.org/10.17576/jkukm-2021-si4(1)-09

Чебан, Е.Ю. Численное моделирование испытаний составного крыла экраноплана в аэродинамической трубе / Е. Ю. Чебан, А. Н. Лучков // Научные проблемы водного транспорта. – 2023. – № 75. – С. 108-117. – DOI 10.37890/jwt.vi75.358. – EDN MCXUOT.

Егоров И.Т., Соколов В.Т.. Гидродинамика быстроходных судов. Л.: Судостроение. – 1971. – 424 с.

Иконников В.В., Маскалик А.И. Особенности проектирования и конструкции судов на подводных крыльях. – Л. Судостроение, 1987. – 320 с.

Zao Ni, Manhar Dhanak, Tsung-chow Su. Perfomance of a hydrofoil operating close to a free surface over a range of angles of attack. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering 13. p.1-11, 2021.

Nan Xie, Dracos Vassalos. Perfomance analysis of 3D hydrofoil under free surface Ocean Engineering 34 (2007) p 1257-1264. 2006.

Миньков Л.Л., Моисеева К.М. Численное решение задач гидродинамики с помощью вычислительного пакета Ansys Fluent: учеб пособие. – Томск: STT, 2017. – 122 c.

Данные авторов

Сергей Павлович Астреин , Волжский государственный университет водного транспорта, г. Нижний Новгород, Россия

аспирант кафедры «Теории конструирования инженерных сооружения», Волжский государственный университет водного транспорта» (ФГБОУ ВО «ВГУВТ»), 603951, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5, e-mail: theolklim260177@yandex.ru

Станислав Николаевич Гирин , Волжский государственный университет водного транспорта, г. Нижний Новгород, Россия

к.т.н., профессор кафедры «Теории конструирования инженерных сооружения», Волжский государственный университет водного транспорта (ФГБОУ ВО «ВГУВТ»), 603951, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5, e-mail: girin.sn@vsuwt.ru

Александр Сергеевич Гусев , Волжский государственный университет водного транспорта, г. Нижний Новгород, Россия

аспирант кафедры «Теории конструирования инженерных сооружения», Волжский государственный университет водного транспорта» (ФГБОУ ВО «ВГУВТ»), 603951, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5, e-mail: gususev@yandex.ru

Егор Юрьевич Чебан , Волжский государственный университет водного транспорта, г. Нижний Новгород, Россия

д.т.н., профессор кафедры гидродинамики, теории корабля и экологической безопасности судов, Волжский государственный университет водного транспорта (ФГБОУ ВО «ВГУВТ»), 603951, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5, e-mail: egor.cheban.2@gmail.com

Опубликован
18-06-2025
Как цитировать
Астреин, С. П., Гирин, С. Н., Гусев, А. С., & Чебан, Е. Ю. (2025). Оценка некоторых гидродинамических характеристик подводного крыла вблизи свободной поверхности с помощью «ANSYS FLUENT». Научные проблемы водного транспорта, (83), 13-23. https://doi.org/10.37890/jwt.vi83.588
Раздел
Судостроение, судоремонт и экологическая безопасность судна

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)