Nachricht

Jan 17, 2024

Experimentelle Bewertung des Einflusses von Positionierungs- und Betriebsparametern auf die Leistung einer Oberfläche

Scientific Reports Band 12, Artikelnummer: 18566 (2022) Diesen Artikel zitieren 913 Zugriffe auf Metrikdetails Heutzutage gelten oberflächendurchdringende Propeller als geeignete Wahl für höhere Ziele

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 18566 (2022) Diesen Artikel zitieren

913 Zugriffe

Details zu den Metriken

Heutzutage gelten oberflächendurchdringende Propeller als geeignete Wahl für höhere Geschwindigkeiten. Allerdings wurde die Entwicklung von Entwurfsalgorithmen dafür durch unzureichende Kenntnisse über die Parameter, die ihre Leistung beeinflussen, erschwert. Aus diesem Grund ist die Entwicklung experimenteller Daten und die Untersuchung des Einflusses verschiedener Parameter auf ihre Leistung von entscheidender Bedeutung. Mit dem Ziel, experimentelles Wissen über diese Propeller zu entwickeln, untersucht diese Studie den Einfluss von Positionsparametern und der Froude-Zahl auf Modelltestergebnisse eines kundenspezifischen Propellers. Darüber hinaus wurde die Entwicklung des Ventilationsnachlaufs bei verschiedenen Froude-Zahlen untersucht. Die experimentellen Ergebnisse zeigten die positive Auswirkung eines erhöhten Eintauchverhältnisses auf den Propellerschub, einen positiven Einfluss einer Erhöhung des Neigungswinkels um 6° auf einen höheren Schub und eine höhere Effizienz in Vortriebsrichtung sowie einen leichten Schubanstieg bei höheren Gierwinkeln bis zu 10 °. Außerdem wurden die seitlichen Kräfte des Propellers in verschiedenen Positionen und Betriebsbedingungen ermittelt, um das Verhalten des Propellers zu ermitteln und die erforderliche Welle und Halterungen zu entwerfen. Schließlich wurden die in der Entwurfsphase verwendeten Regressionsgleichungen zur Projektion hydrodynamischer Koeffizienten verglichen und durch die experimentellen Ergebnisse verifiziert. Die Ergebnisse wiesen auf die unzureichende Präzision dieses Modells zur Schätzung der hydrodynamischen Koeffizienten hin, die den Propeller beeinflussen.

Die Idee, Oberflächenantriebssysteme und oberflächendurchdringende Propeller (SPPs) zu verwenden, wurde zunächst für den Antrieb von Booten mit geringem Tiefgang ins Leben gerufen1, da der Prozess der Geschwindigkeitserhöhung bei herkömmlichen Propellern zu zwei schädlichen Faktoren für die Propellerleistung führt: (1) Kavitation Da dies bei hohen Geschwindigkeiten nicht vernachlässigt werden kann, wird das Phänomen der Superkavitation an der Schaufelsaugoberfläche berücksichtigt. Diese Lösung hat die negativen Auswirkungen von Mikroblasen verhindert, gleichzeitig aber die Propellereffizienz verringert, indem der Druck hinter dem Blatt auf den Kavitationsdampfdruck begrenzt wurde. und (2) bei hohen Geschwindigkeiten erhöht sich die hydrodynamische Widerstandskraft auf die Propellerschutzstruktur und die Welle, was somit die Systemeffizienz senkt. Um diese Probleme anzugehen, änderten die Konstrukteure von Hochgeschwindigkeitsbooten die Einbauposition des Propellers so, dass die Wellenlinie mit der Tiefgangslinie des Schiffes übereinstimmte. Hier rotiert jede Schaufel an der Grenzfläche zwischen Wasser und Luft und sorgt so für das Belüftungsphänomen auf der Rückseite der Schaufel, das Kavitation verhindert. Bei diesem Antriebssystem ist ein Teil des Propellers das einzige Bauteil, das mit Wasser in Berührung kommt, was den Widerstand der Systemteile drastisch verringert2. Auf diese Weise erhöhen sich Endgeschwindigkeit und Effizienz bei gleichzeitig sinkendem Kraftstoffverbrauch. Zu den weiteren Vorteilen der Verwendung von oberflächendurchdringenden Propellern gehören eine höhere Tragfähigkeit pro Antriebseinheit, die Möglichkeit, den Propellerdurchmesser aufgrund seines Abstands vom Heck zu vergrößern, und flexible Wellenwinkel, die den Auftrieb und die Seitenkraft steuern, was zu einer besseren Manövrierfähigkeit führt.

Trotz der genannten Vorteile solcher Antriebssysteme wurden Forscher durch die komplizierte Physik und die Mehrphasenströmung um die Propeller daran gehindert, ein vollständiges Verständnis der Auswirkungen verschiedener Parameter auf ihre Leistung zu erlangen und somit eine Standardmethode (ähnlich den folgenden) zu entwickeln für konventionelle Propeller entwickelt), ihre Geometrien auf die vorgesehene Leistung auszurichten. Dieses unzureichende Wissen würde zusätzliche Kosten verursachen. Die veröffentlichten Informationen zu oberflächendurchdringenden Propellern umfassen nur begrenzte Geometrien und die Informationen sind aufgrund des begrenzten Anwendungsbereichs nicht vollständig zugänglich. Alle Versuche, solche Propeller zu entwerfen, erforderten einen Versuch-und-Irrtum-Prozess oder folgten den bisher durchgeführten experimentellen Studien3.

Bei dem Versuch, effektive Parameter bei der Gestaltung und Leistung von SPPs zu identifizieren, wurden verschiedene experimentelle Studien durchgeführt, die in zwei Gruppen unterteilt werden können: Studien, die sich auf die Identifizierung effektiver Parameter im experimentellen Testprozess konzentrieren, und solche, die die Auswirkungen verschiedener untersuchen Parameter für die Leistung von oberflächendurchdringenden Propellern.

Die hydrodynamischen Daten zur Propellerleistung werden normalerweise durch experimentelle Methoden und das Testen maßstabsgetreuer Modelle in Wassertunneln oder Schlepptanks ermittelt, während Propeller in Originalgröße aus wirtschaftlichen Gründen selten getestet werden. Daher wurden bisher einige experimentelle Studien durchgeführt, um die Anforderungen für den SPP-Modelltest zu ermitteln. In diesem Zusammenhang führte Shiba dimensionslose Zahlen ein, die auf den Belüftungshohlraum wirken, und zeigte, dass sich bei Weber-Zahlen über 180 die Propellerbelüftung und das kritische Vorschubverhältnis unabhängig von der Oberflächenspannung verhalten würden4. Anschließend identifizierten Hadler und Hecker vollständige und teilweise Belüftungsbereiche in mehreren 3-Blatt-SPPs5. Sie beobachteten, dass sich an der Blattkante innerhalb des Teillüftungsbereichs eine Luftventilation bildete, die das Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand und die Propellereffizienz erhöhte. Bei voller Belüftung bedecken Lufteinschlüsse jedoch die gesamte Rückseite des Rotorblatts und beeinträchtigen die SPP-Effizienz erheblich. Shields zeigte, dass das hydrodynamische Verhalten eines superkavitierenden Propellers mit Froude-Zahlen über 4 unabhängig von dieser Zahl ist, während niedrigere Froude-Zahlen die Kraft auf das Blatt erhöhen6. Kruppa führte außerdem die Froude-Zahl und die Kavitationszahl als effektive Parameter für die Verallgemeinerung von Modelltestergebnissen auf Propeller in Originalgröße ein7. Brandt untersuchte Dampfhohlräume in SPPs, die in vollständig oder teilweise belüfteten Bereichen betrieben werden, und identifizierte den Effekt unterschiedlicher dimensionsloser Zahlen in Unterbereichen des SPP-Strömungsmusters8. Anschließend nutzten Rose et al. die Änderungen des Oberflächendrucks im Kavitationstunnel. bewerteten die Seitenkräfte und hydrodynamischen Koeffizienten eines SPP durch Anpassung der Kavitationszahl des Modells und der Propeller in Originalgröße. Sie fanden heraus, dass bei geringeren Eintauchtiefen das Verhältnis von Vertikalkraft zu Schub abnahm und das Verhältnis von Seitenkraft zu Schub zunahm9. Mit einem experimentellen Test an drei SPPs konnten Ferrando et al. beobachteten, dass die Weber-Zahl das kritische Vorschubverhältnis beeinflusst und eine wichtige Rolle bei den hydrodynamischen Koeffizienten innerhalb des gesamten Belüftungsbereichs spielt10. Im Jahr 2007 stellten Pustoshny et al. führte die Unabhängigkeitsbereiche der Reynolds-, Froude- und Weber-Zahlen bei einer Untersuchung der Leistung eines 5-Blatt-Propellers in einem Schlepptank ein11. In ähnlicher Weise untersuchte Ding die Leistung von 6-Blatt-Propellern mit unterschiedlichen Steigungsverhältnissen und zeigte, dass das Propellerverhalten bei Froude-Zahlen über 3,5 unabhängig von der Kavitationszahl war12.

Neben der Bestimmung der Testanforderungen für Propellermodelle versuchten andere Forscher, die Auswirkungen verschiedener geometrischer und Positionsparameter auf die Propellerleistung zu identifizieren und systematische Beziehungen zwischen ihnen zu finden. In diesem Zusammenhang untersuchte Hecker die Leistung eines 8-Blatt-SPP bei unterschiedlichen Eintauchtiefen sowie Wellenneigungen und Gierwinkeln und wies darauf hin, dass die Eintauchverhältnisse der effektivste Parameter für die Erhöhung der Propellerauftriebskraft sind13. Außerdem stellten Alder und Moor im Leistungstest eines 8-Blatt-SPP fest, dass eine Änderung des Gierwinkels die Effizienz des Propellers steigerte14. In einer anderen Studie haben Shaozong et al. analysierten das Verhalten von Tragflügelbooten mit unterschiedlichen Abschnitten15 und ihre Ergebnisse waren denen von Hadler und Hecker5 ähnlich. In einer umfassenden Studie bewertete Olofsson die hydrodynamische Leistung des 4-Blatt-Propellers (841b) bei verschiedenen Wellen- und Gierwinkeln, indem er einen Wandler am Blatt in der Nabe anbrachte. Er untersuchte auch die Auswirkungen von Froude und Kavitationszahlen auf verschiedene Bereiche der SPP-Kurve16. Kikuchi et al. untersuchten den Einfluss des Wellenneigungswinkels in drei SPPs mit unterschiedlichen Steigungsverhältnissen bei unterschiedlichen Vorschubverhältnissen17. In einer von Okada et al. durchgeführten Studie, die sich auf die Identifizierung wirksamer Parameter zur Leistungsförderung in Bereichen mit niedriger Geschwindigkeit und im Rückwärtsmodus konzentrierte, wurde die Leistung von drei SPPs mit unterschiedlichen Blattabschnitten verglichen. Ihre Ergebnisse zeigten, dass die Form der Rotorblatthinterkante im Rückwärtsmodus effektiver war18. Basierend auf den zeitlich gemittelten und im Zeitverlauf ermittelten Kräften und Drehmomenten von 4- und 5-Blatt-SPPs kam Dyson zu dem Schluss, dass die Anzahl der Blätter und der Schrägwinkel die Leistung des Propellers beeinflussen. Darüber hinaus entwickelte er ein transientes Belastungsmodell für SPPs19. Mithilfe von Dehnungsmessstreifen, die mit der Oberfläche des Blattes verbunden waren, analysierten Nozawa und Takayama die Oberflächenspannungen und die Leistung von vier Arten von Dreiblattpropellern mit unterschiedlichen Steigungsverhältnissen bei unterschiedlichen Wellenwinkeln und Eintauchverhältnissen20.

In einem Versuch, eine Regressionsgleichung zwischen hydrodynamischen Koeffizienten, Nickwinkel und Vorschubverhältnis zu definieren, haben Ferrando et al. untersuchten die Auswirkungen von Wellenwinkel, Eintauchtiefe und Steigungsverhältnis auf die Leistung von 4- und 5-Blatt-Propellern2. In ähnlicher Weise erstellten Montazeri und Ghassemi unter Verwendung verfügbarer experimenteller Daten Regressionsgleichungen für die hydrodynamischen Koeffizienten des SPP21. Lorio untersuchte die Auswirkungen der Eintauchtiefe und des Wellenneigungswinkels sowie des Wellengierwinkels auf die Leistung eines 4-Blatt-Propellers in einem Schlepptank und gab an, dass beide Wellenwinkel sich positiv auf die Propellerleistung auswirken22. Im Vergleich zu Ferrandos Regressionsgleichungen beobachtete er einen großen Unterschied in den Koeffizientenschätzungen bei den hohen Vortriebsverhältnissen, der auf das Blatteinstellverhältnis zurückzuführen ist. Misra et al. führten eine experimentelle Studie zur Leistung von 4-Blatt-Propellern mit unterschiedlichen Becher- und Hinterkantenabschnittsgeometrien bei unterschiedlichen Vorschubverhältnissen durch. Ihre Ergebnisse wiesen auf die erhebliche Wirkung des Bechers bei der Erzeugung des Propellerschubs hin. Darüber hinaus verwendeten sie künstliche neuronale Netze, um Testergebnisse von Propellern unter verschiedenen Bedingungen zu formulieren23. In den letzten Jahren haben Shafaghat et al. (2019) analysierten die Testergebnisse eines 5-Blatt-Propellers bei verschiedenen Wellenneigungswinkeln und Eintauchverhältnissen und verglichen sie mit hydrodynamischen Koeffizienten, die durch Ferrando- und Ghasemi-Regressionsgleichungen erhalten wurden24. Die Ergebnisse zeigten, dass die geometrischen und Positionsparameter jedes Propellers die Genauigkeit dieser Gleichungen beeinflussen können. Daher ist es notwendig, sie für verschiedene Geometrien weiterzuentwickeln und zu untersuchen und die wirksamen Parameter zu identifizieren. Schließlich haben Amini et al. untersuchten den Effekt der Zwangsbelüftung hinter einem SPP25. Sie fanden heraus, dass die verbesserte Leistung des Propellers mit zunehmendem Eintauchverhältnis abnahm, während der Bereich, der mit der verbesserten Leistung zusammenhängt, zu höheren Vorschubkoeffizienten hingezogen wurde.

Der kostspielige und herausfordernde Charakter umfassender Propellertests unter realen Bedingungen zur Überprüfung von SPP-Designs, zur Bewertung ihrer Leistung und zur Untersuchung der effektiven Parameter bei der Installation des Propellers auf dem Schiff unterstreicht die Bedeutung und Notwendigkeit von Modelltests von Propellern anhand von Positionsparametern. Die vorliegende Studie untersuchte das hydrodynamische Verhalten eines speziell entwickelten 4-Blatt-Surface-Piercing-Propellers mit einem speziellen Blattabschnitt. Dieser Propeller wurde mit einem Durchmesser von 60 cm entworfen, um eine Geschwindigkeit von 40 Knoten und einen Schub von 12 kN zu erzeugen, basierend auf verfügbaren experimentellen Informationen und den quadratischen Regressionsgleichungen von Ferrando. Für die Zwecke dieser experimentellen Forschung wurde der SPP-Strömungsschleifenmechanismus mit offenem Abschnitt bei Hydrotech (Institut für Angewandte Hydrodynamik und Meerestechnologien, Iranische Universität für Wissenschaft und Technologie) für Modelltests des Propellers verwendet26. Für den Modelltest wurde der IUST-Modelltestmechanismus basierend auf einer statischen Mehrkomponentenwaage zur Messung der Kräfte und des Drehmoments des Propellers sowie zur Steuerung der Propellerposition in drei Richtungen entwickelt und kalibriert. Mithilfe dieses Mechanismus wurde zunächst die Auswirkung der Froude-Zahl auf die hydrodynamischen Koeffizienten des Modellpropellers untersucht und sein Unabhängigkeitsbereich innerhalb der von anderen Forschern vorgeschlagenen Bereiche untersucht. Anschließend wurde der Einfluss von Positionsparametern wie dem Eintauchverhältnis im Bereich von 0,3 bis 0,75, dem Gierwinkel und dem Neigungswinkel der Welle bis zu 10° auf die hydrodynamischen Koeffizienten und Seitenkräfte untersucht, die bei zehn verschiedenen Vortriebsverhältnissen auf den Propeller ausgeübt werden . Darüber hinaus wurde durch Fotografieren des Propellers im Immersionsverhältnis von 0,4 die Entwicklung von Ventilation und Nachlauf in den Froude-Nummern 2 und 4 analysiert. Die Ergebnisse der Leistungstests wurden schließlich mit den geschätzten Werten der Entwurfsphase verglichen.

Der ITTC-Standard schreibt vor, dass die Leistung von oberflächendurchdringenden Propellern durch Tests maßstabsgetreuer Modelle vorhergesagt werden kann, ähnlich wie bei herkömmlichen Propellern in Wassertunneln oder Schlepptanks27. Die Modelltests werden nach Ähnlichkeitsgesetzen zwischen den Bedingungen im Originalmaßstab und den Modellbedingungen entworfen und die Ergebnisse werden dann auf den tatsächlichen Propeller übertragen.

Die Bestimmung der Testbedingungen und die Untersuchung der Skalierungsauswirkungen in Modellversuchen für SPP unterscheiden sich jedoch von herkömmlichen Propellern, da bei solchen Propellern der Betrieb an der Grenzfläche zwischen Wasser und Luft und die daraus resultierende erhöhte Belüftung erfolgt. Um die Ergebnisse zu verallgemeinern, ist es daher erforderlich, geometrische, dynamische und kinematische Ähnlichkeitsbedingungen zu erfüllen.

Die grundlegenden Parameter eines Propellers müssen unter gleichmäßigen Strömungs- und Freiwasserbedingungen im Vergleich zum Vortriebsverhältnis berücksichtigt werden. Solche Koeffizienten können in Bezug auf die auf den Propeller wirkenden Kräfte wie folgt definiert werden28,29:

Die hydrodynamischen Koeffizienten eines SPP hängen von zahlreichen Parametern ab, die in drei allgemeine Kategorien unterteilt werden können: Die erste umfasst Positionsparameter (siehe Abb. 1), die sich auf die Position des Propellers von der freien Oberfläche und die Richtung der Wasserströmung beziehen, wie z der Neigungswinkel \((\mathrm{\alpha })\), das Wellengieren \((\uppsi )\) und das Eintauchverhältnis der Spitze (\({I}_{T}\)).

Positionsparameter eines SPP gegen freie Oberfläche (Solidworks 2014, https://www.solidworks.com).

Die zweite Kategorie besteht aus geometrischen Parametern im Zusammenhang mit Naben- und Blattgeometrien, wie Durchmesser (\(\mathrm{D}\)), Steigungsverhältnis \((P/D)\), Blattanzahl (\(\mathrm{ Z}\)), erweitertes Flächenverhältnis (\(\mathrm{EAR}\)), Verteilung von Spanwinkel, Schrägwinkel und Schaufelquerschnitt. Die dritte Kategorie umfasst Betriebsparameter, die von der Physik und den Eigenschaften der Wasserströmung abhängen, wie z. B. Geschwindigkeit, Umgebungsdruck und Rotationsgeschwindigkeit des Propellers, die als dimensionslose Weber-, Froude-, Reynolds- und Kavitationszahlen ausgedrückt werden.

Als dynamische Ähnlichkeitsparameter von Propellern gelten die dimensionslosen Weber-, Froude-, Reynolds- und Kavitationszahlen. Dennoch ist es unmöglich, die gleiche Ähnlichkeit aller dieser Zahlen zwischen dem Testmodell und dem Propeller in Originalgröße aufrechtzuerhalten (mit Ausnahme des Maßstabsverhältnisses \(=1\)). Forscher haben unterschiedliche Definitionen für diese Zahlen in Form von Dreh- oder Vortriebsgeschwindigkeiten des Propellers oder unterschiedlichen Längenparametern angeboten und durch Berücksichtigung der jeweiligen Auswirkungen auf die Leistung von SPPs unabhängige Bereiche dieser Zahlen unter bestimmten Bedingungen und Testeigenschaften definiert somit extrahiert werden. Leider wurde noch kein etablierter globaler Ansatz für die genaue Untersuchung der SPP-Leistung und der wichtigsten relevanten dimensionslosen Parameter vorgeschlagen. Es besteht immer noch die Notwendigkeit, solche Bedingungen zu berücksichtigen und auf verschiedene Geometrien zu übertragen27.

Der Unabhängigkeitsbereich der Reynolds-Zahl wurde von Shiba4 und dem KSRI-Institut, Russland11, in zwei Modi definiert, wie in Tabelle 1 dargestellt. Laut Shiba beeinflusst die Weber-Zahl den Übergangsbereich und das kritische Vorschubverhältnis. Wenn \({W}_{n}\ge 180\), ist dieses kritische Vorschubverhältnis (\({J}_{\mathrm{cr}}\)) unabhängig von der Weber-Zahl. Brandt8 führte die Weber-Zahl basierend auf der Geschwindigkeit (\({W}_{nD}\)) ein und ging davon aus, dass ihr Unabhängigkeitsbereich für alle Phasen 200 beträgt. Ferrando schlug die korrigierte Weber-Zahlengleichung (\({{W}_{n}}^{^{\prime}}\)) gemäß Tabelle 1 vor und berücksichtigte dabei, dass der Wert der Weber-Zahl von geometrischen Eigenschaften wie der abhängt Blattneigungsverhältnis10.

Die Froude-Zahl ist ein weiterer wirksamer Parameter für die Propellerleistung, und mehrere Studien haben ihren Einfluss auf die SPP-Leistung untersucht. Wie in Tabelle 1 erwähnt, führten Shiba und Olofsson diese Zahl durch die Gleichungen \(F{r}_{n}\) bzw. \({Fr}_{nD}\) ein, basierend auf der festen Länge des Propellerdurchmessers und die Vortriebs- oder Rotationsgeschwindigkeit des Propellers, und jeder definierte einen anderen unabhängigen Bereich4,16. Tatsächlich ging Shiba davon aus, dass \(F{r}_{n}<3\) innerhalb des gesamten Belüftungsbereichs wirksam ist, während Olofsson die Auswirkung von \({Fr}_{nD}\) innerhalb seines Unabhängigkeitsbereichs beschrieb Voll- und Teillüftungsflächen als vernachlässigbar betrachten. Außerdem führte Brandt die Froude-Zahl \({Fr}_{n{h}_{s}}\) als variable Länge der Eintauchtiefe ein und behauptete, dass diese im Bereich der vollständigen Belüftung wirkungslos sei8. Ding definierte dann \(F{r}_{nD}\ge 3,5\) als den unabhängigen Bereich des Propellerverhaltens für alle Gebiete12 und das KSRI-Institut schlug in ähnlicher Weise \(F{r}_{n}>3,5\) als vor der Unabhängigkeitsbereich11.

Die Kavitationszahl für oberflächendurchdringende Propeller wird durch Gleichung definiert. (6) wird auch als wirksamer Parameter für die Leistung bezeichnet:

Um die Kavitationszahl in Modellversuchen zu kontrollieren und eine Ähnlichkeit mit den Bedingungen im Originalmaßstab zu erreichen, ist es notwendig, den Druck der wasserfreien Oberfläche mit Druckkontrollgeräten einzustellen und zu kontrollieren. Andererseits weisen zahlreiche Studien auf einen Zusammenhang zwischen den Auswirkungen der Kavitationszahl und der Froude-Zahl hin. Shiba führte \(F{r}_{n}\ge 3\) als Unabhängigkeitsbereich für die Kavitationszahl ein. Brandt, Olofsson und Ding zeigten auch, dass das Propellerverhalten innerhalb des vorgeschlagenen Unabhängigkeitsbereichs bei Zahlen über 112,16 unabhängig von der Kavitationszahl ist. Die vorliegende Untersuchung berücksichtigte die in Tabelle 1 genannten maximalen Unabhängigkeitsbereiche und ermittelte einen geeigneten Maßstab für den Modellpropeller, der den relevanten Laboreinrichtungen entspricht.

Zu diesen Gleichungen gehören die Schaufelnummer (\(\mathrm{Z}\)), die Vorschubgeschwindigkeit (\(\mathrm{V}\)), die kinematische Viskosität (\(\upnu\)) und die Sehnenlänge von \(0,7\). mathrm{R }(\mathrm{C}0,7)\), Oberflächenverhältnis (\(\frac{{A}_{e}}{{A}_{o}}\)), Oberflächenspannungskoeffizient (\ (\upsigma\)), Eintauchtiefe (\({h}_{s}\)) und Propellerdrehung (\(\mathrm{n}\)).

Die Messung der hydrodynamischen Kräfte, die auf schwimmende oder untergetauchte Objekte im Wasser einwirken, und die Untersuchung der Physik der sie umgebenden Strömung können zu den bedeutendsten Wassertunnelanwendungen gezählt werden30. Der offene Wassertunnel im IUST wurde auf der Grundlage hydrodynamischer Untersuchungen der Strömung in verschiedenen Bereichen entworfen, um geeignete Bedingungen auf der Teststrecke zu erhalten. Der Tunnel (Abb. 2) bestand aus einem offenen Abschnitt (250 × 200 mm) mit einer Wassergeschwindigkeit im Bereich von \(2\mathrm{ bis}10\)m/s; Der Testabschnitt war ein offener Bereich von 1,5 m Länge bei atmosphärischem Druck, der den Propeller zu Testzwecken beherbergte, während die Plexiglaswände dieses Abschnitts für die Fotografie des Propellerwassers dienten. Die Transferleitung umfasste ein Bypassventil zur Regulierung der Wasserflussgeschwindigkeit und einen magnetischen Durchflussmesser zur Messung und Aufzeichnung der momentanen Durchflussrate.

Offener Wassertunnel bei IUST.

Der in Abb. 3 dargestellte Testaufbau wurde für den SPP-Test im offenen Wassertunnel26 konzipiert. Es umfasste drei Hauptmodule: Das erste war die Positionsregelung, mit der die Eintauchtiefe und der Wellenwinkel entgegen der Strömungsrichtung auf zwei horizontalen und vertikalen Ebenen eingestellt werden konnten. Das System war in der Lage, einen Neigungs- und Gierwinkel von \(0^\circ -10^\circ\) bereitzustellen und die Eintauchtiefe um bis zu 100 % zu ändern. Das zweite Modul ist die Kraftübertragung auf die Propellerwelle, einschließlich eines Getriebemotors mit einstellbarer Drehzahl bis zu 3800 U/min. Der Motor war über einen Riemen und eine Riemenscheibe mit der Propellerwelle verbunden.

SPP-Testaufbau.

Die Messung der auf das SPP ausgeübten Belastungen wurde vom dritten Modul mithilfe eines 4-Komponenten-Dynamometersystems durchgeführt, das auf dem Koordinatensystem des Modells basierte und auf die Propellerwelle ausgerichtet war. Das Dynamometer bestand aus 2-Komponenten-Kraftwaagen zur Messung von Auftriebs- und Seitenkräften, einer 1-Komponenten-Waage zur Messung der Schubkraft auf den Propeller und einer S-Typ-Wägezelle zur Messung des Reaktionsdrehmoments des Propellers. Dieses System wurde auf der Grundlage von Dehnungsmessstreifen-Prinzipien und Biegebalkengesetzen entwickelt31, während die Sensoren auch als Lager zum Halten der Propellerwelle dienten und gleichzeitig die unterstützenden Reaktionskräfte maßen26.

Unter Verwendung eines Kalibrierungssystems mit sechs Freiheitsgraden32 wurde die Kalibrierung des Testmechanismus im Rahmen des BBD Design of Experiment durchgeführt. Anschließend wurde die ANOVA-Methode verwendet, um multivariable Regressionsgleichungen mit einem Konfidenzintervall von 95 % für jeden Kanal abzuleiten. Laut Tabelle 2 betrug die Fehlerquote des geschätzten Regressionsmodells für jeden Sensor weniger als 1 Prozent. Diese Ergebnisse zeigen die Reproduzierbarkeit und ordnungsgemäße Leistung des Systems. Dadurch wurden die auf den Modellpropeller (z. B. Abb. 4) im Wassertunnel wirkenden Kräfte und Drehmomente über eine Kalibriermatrix direkt gemessen. Diese Koeffizienten zeigten das geeignete lineare Verhalten jedes Sensors in Richtung der Auslegungslast und das Vorhandensein minimaler Interferenzen zwischen verschiedenen Dynamometerkanälen26.

Die auf den Modellpropeller wirkenden Kräfte und Drehmomente (Solidworks 2014, https://www.solidworks.com).

Die Ausgangssignale jedes Sensors wurden von einem 16-Kanal-Datenerfassungssystem, bestehend aus Signalaufbereitungen, Verstärkern und A/D-Signalwandlern, mit einer Frequenz von 10 kHz in 10-s-Intervallen aufgezeichnet (Abb. 5). Nach dem Filter- und Zeitmittelungsprozess wurde die durchschnittliche hydrodynamische Belastung des Modellpropellers durch die umgekehrte Kalibrierungsgleichung extrahiert. Die Winkel wurden mit auf dem Dynamometer installierten digitalen Winkelmessern mit einer Genauigkeit von 0,1° gemessen und aufgezeichnet. Die Eintauchtiefe wurde durch Messgeräte an den Tunnelwänden proportional zur Propellermitte reguliert. Darüber hinaus wurde während des Testvorgangs eine semiprofessionelle Kamera (NIKON D300) zur Fotografie des Propellers eingesetzt, um das Ventilationsmuster und den resultierenden Nachlauf bei verschiedenen Vortriebsverhältnissen aufzuzeichnen und zu untersuchen. Unter Berücksichtigung der Vorschubgeschwindigkeit des Wasserstroms und der Propellerdrehgeschwindigkeit wurde die Fotografie zur Aufzeichnung des Ventilationsnachlaufs bei einer Lichtintensität von 48.000 Lumen bei ISO 1600 und einer Verschlusszeit von 1/8000 s durchgeführt.

Ausgangssignale von Kraft- und Drehmomentsensoren und deren gefilterte Daten.

In der vorliegenden Studie wurde ein 4-Blatt-SPP (HL002) mit einem in Abb. 6 dargestellten Abschnitt verwendet, der im IUST Hydrotech Laboratory entwickelt wurde. Das Design dieses Propellers basiert auf verfügbaren experimentellen Informationen und den quadratischen Regressionsgleichungen von Ferrando. Die geometrischen Spezifikationen des Modellpropellers sind in Tabelle 3 beschrieben.

Abgerollter generischer Klingenabschnitt von HL002 SPP.

Entsprechend den geometrischen Vorgaben der Teststrecke, der maximalen Motordrehzahl und der Strömungsgeschwindigkeit im Wassertunnel wurde der Modellpropeller im Maßstabsverhältnis \(\uplambda =\frac{{D}_{s}}{{ D}_{f}}=0,21\), um ähnliche dynamische und kinematische Bedingungen gemäß den Maximalkriterien in Tabelle 1 sicherzustellen. Abbildung 7 zeigt den konstruierten Modellpropeller.

Konstruierter Modellpropeller [(a) Vorderansicht, (b) Seitenansicht].

Zur vollständigen Identifizierung des Propellerverhaltens ist es wünschenswert, die Leistungskurve zu extrahieren und die Seitenkräfte in einem vollständigen Bereich von Vorschubverhältnissen zu untersuchen, da Konstrukteure Informationen benötigen, um die Startlast und den Wirkungsgrad bei niedrigen Vorschubverhältnissen abzuschätzen und gleichzeitig den Bereich zu bestimmen Für hohe Übersetzungsverhältnisse ist ein maximaler Wirkungsgrad bzw. eine maximale Schubkraft erforderlich. Aufgrund des möglichen Auftretens spezifischer Vibrationsprobleme muss auch die Propellerleistung im Übergangsbereich berücksichtigt werden. Unter Berücksichtigung der verfügbaren Testaufbaukapazitäten wurde für die vorliegende Studie der Bereich \(0,4\le J\le 1,4\) ausgewählt. Die Tests wurden unter atmosphärischem Druck (nicht druckgesteuert) durchgeführt, wobei die maximale Geschwindigkeit bei jedem \(\mathrm{J}\) im Vordergrund stand. Um den Einfluss der Froude-Zahl zu berücksichtigen, wurde der Propellertest zunächst bei einem Eintauchverhältnis von 0,4, einem Winkel von 3° zur horizontalen Achse und für vier \({Fr}_{nD}\) in zwei Bereichen von \({ Fr}_{n}\) (\(F{r}_{n}=2\), \(F{r}_{n}>3\)), erwähnt in Tabelle 4.

Anschließend wurde der Einfluss des Eintauchverhältnisses und des Neigungswinkels der Propellerwelle in Kombination für \({Fr}_{nD}=4\) gemäß Tabelle 5 und schließlich der Einfluss des Gierwinkels des Propellers gegenüber dem Wasser untersucht Die Strömung wurde bei drei Gierwinkeln und dem konstanten Neigungswinkel von 6° berücksichtigt.

Für diese Tests wurde davon ausgegangen, dass \({Fr}_{n}\) jederzeit über 3,5 liegt, um den Einfluss der Kavitationszahl zu eliminieren. Unter solchen Bedingungen wurden \({\mathit{Re}}_{n}\ge 5\times 1{0}^{5}\) und die drei Kriterien der Weber-Zahl basierend auf Vorschubgeschwindigkeit und Umdrehung berücksichtigt.

Dieser Abschnitt befasst sich zunächst mit der Entwicklung der Belüftung und dem Einfluss der Froude-Zahl auf die Propellernachlaufströmung und Strömungsmusteränderungen bei Vorschubverhältnissen von \(0,4\le J\le 1,3\), wie durch Strömungsbilder beobachtet. Anschließend wurde der Einfluss der Änderung der Froude-Zahl auf Effizienz und Lastkoeffizienten bei unterschiedlichen Froude-Zahlen betrachtet und abschließend der Einfluss von Positionsparametern wie Eintauchverhältnis, Neigungswinkel und Gierwinkel bei konstanter Froude-Zahl untersucht. Um die Möglichkeit der Verwendung der quadratischen Regressionsgleichungen von Ferrando im Entwurfsprozess zu beurteilen, wurden die bei Immersionsverhältnissen von 0,4 und 0,6 extrahierten experimentellen Daten mit den mit Ferrandos Gleichung berechneten Daten verglichen. (2).

Durch den Vergleich der Abb. In den Abbildungen 8 und 9, die den Wasserstrom am Propeller bei Vorschubverhältnissen von 0,3 bis 1,2 und einer Froude-Zahl (\({Fr}_{nD}\)) von 2 und 4 zeigen, konnte man die entwickelte Propellerbelüftung mit der Reduzierung deutlich beobachten das Vorlaufverhältnis.

Strömungsmuster und Ventilationsentwicklung in \(F{r}_{nD}=2\).

Strömungsmuster und Ventilationsentwicklung in \(F{r}_{nD}=4\).

Bei \(\mathrm{J}=1,2\) und einem Schub nahe Null (Abb. 8f) ist die Luftmenge, die dem Blatt unterhalb der Wasseroberfläche folgt, zunächst winzig, und der Nachlauf bildet sich nur als Wirbel am Blatt Spitze, während die gesamte Oberfläche der Klinge vollständig nass ist. Auch hier ist der Sprühnebel gering und die Wasseroberfläche bleibt nahezu ungestört. Mit der Reduzierung des Vorschubverhältnisses auf \(\mathrm{J}=1\) wächst und stabilisiert sich der Ventilationswirbel und die Nachlaufschichten bilden sich näher beieinander (Abb. 8e). Bei einem solchen Strömungsregime sind die Hohlraumwirbelschichten sichtbar getrennt und das Wasservolumen liegt zwischen ihnen, während gleichzeitig der Wassersprühnebel in der Luft zunimmt.

Mit der weiteren Reduzierung der Vorschubverhältniskoeffizienten auf \(\mathrm{J}=0,8\) wird eine signifikante Änderung des Strömungsmusters beobachtet (Abb. 8d). Bei höheren Rotationsgeschwindigkeiten saugt der Sog hinter den Rotorblättern mehr Luft ins Wasser. Die Kavitationswirbel wachsen so, dass die Nachlaufschichten kollidieren und sich im stromabwärtigen Bereich schneller auflösen. Hier ist ein starker Wassernebel zu beobachten und der Wasserspiegel beginnt vor dem Propeller anzusteigen. Unter solchen Bedingungen des Propellers, bekannt als Übergangsbereich, sind die Werte von \({K}_{Q}\) und \({K}_{T}\) für das gegebene Vortriebsverhältnis nicht eindeutig.

Bei fortgeschrittenen Koeffizienten von 0,6 und darunter (Abb. 8c) entwickelt sich der Belüftungshohlraum auf der Rückseite der Schaufel, was zu einem größeren Hohlraumdurchmesser, einem steigenden Wasserspiegel und einer größeren Eintauchfläche führt. Bei voller Belüftung vergrößert sich das Volumen des Hohlraums, der sich stromabwärts bewegt, und eine dünne Wasserschicht fließt zwischen den voluminösen Hohlraumschichten. Aufgrund solcher Entwicklungen kollidieren die Hohlraumschichten und lösen sich schneller auf, während gleichzeitig die in die Luft versprühte Wassermenge zunimmt. Wenn das Vorschubverhältnis 0,3 oder 0,4 erreicht, verdickt sich der Hohlraum an der Klingenrückseite deutlich (Abb. 8a,b). Es verhindert, dass Wasser durch die Blätter strömt, wodurch die Strömung durch den Propeller verringert und die Strömung um ihn herum erhöht wird. Ein solches Phänomen verringert den vom Propeller erzeugten Schub. Dies erklärt die Verringerung von \({K}_{Q}\) und \({K}_{T}\) bei niedrigeren Vorschubverhältnissen.

Durch Vergleich des Strömungsmusters, das bei ähnlichen Vorschubverhältnissen für die Froude-Zahlen 2 und 4 entsteht (Abb. 8 und 9), kann der Einfluss der Froude-Zahl auf den Ventilationshohlraum und den Nachlauf beobachtet werden, da der Hohlraum kürzer ist und der Nachlaufdurchmesser abnimmt stromabwärts für die kleinere Froude-Zahl. Bei allen Vorschubverhältnissen nehmen der Durchmesser der Hohlraumschicht sowie das Volumen und die Reichweite des Wassersprühstrahls mit zunehmender Froude-Zahl zu, während die Nachlaufneigung und der Neigungswinkel abnehmen. Daraus lässt sich schließen, dass der Einfluss der Froude-Zahl für alle Lüftungsbereiche sichtbar ist. Es hinterließ jedoch größere Auswirkungen auf die Übergangs- und Teillüftungsbereiche.

Der Einfluss der Froude-Zahl auf die Propellerleistung kann in den Daten aus den Abbildungen beobachtet werden. 10, 11 und 12, die den Schubkoeffizienten, den Drehmomentkoeffizienten und den Propellerwirkungsgrad bei einem konstanten Eintauchverhältnis von 0,4 in Richtung der Propellerwelle darstellen. In diesen Abbildungen werden die Kraft- und Drehmomentkoeffizienten des Propellers unter drei Bedingungen verglichen: (1) Daten mit \(F{r}_{n}=2\) und konstanter Drehzahl, wobei die Strömungsgeschwindigkeit die \({ Fr}_{nD}\) zwischen 1,7 und 2; (2) Testdaten mit \(F{r}_{nD}=2\) und konstanter Vorschubgeschwindigkeit und variabler Rotation; und (3) Daten mit \({Fr}_{nD}\ge 4\), unter der Anforderung von \(F{r}_{n}\ge 3\). Ein Vergleich des Propellerverhaltens unter diesen Bedingungen zeigt höhere Schubkoeffizienten für Tests mit \({Fr}_{nD}\le 2\), die in allen Bereichen sichtbar, aber bei voller Belüftung weniger effektiv sind. Bei Tests mit \({Fr}_{nD}\ge 4\) zeigten die Vollbelüftungs- und Übergangsbereiche eine leichte Abhängigkeit der Propellerleistung und -effizienz von der Froude-Zahl. Im Gegensatz dazu führt die Verringerung der Froude-Zahl bei teilweiser Belüftung zu einem höheren \({K}_{T}\) und erhöht sich bei bestimmten Vorschubverhältnissen um bis zu 30 Prozent. Höhere Froude-Zahlen verringern den Schubkoeffizienten bei voller Belüftung nicht, während in diesem Bereich auch leichte Erhöhungen aufgrund des hohen Belüftungsvolumens um den Propeller herum beobachtet wurden. Bei höheren Froude-Zahlen bewegt sich die Kavität mit höherer Geschwindigkeit, was die Leistung verbessert.

Schubkoeffizient in Propellerrichtung in verschiedenen Froude-Zahlen (\(I=0,4,\alpha =3^\circ\)).

Drehmomentkoeffizient in Propellerrichtung bei verschiedenen Froude-Zahlen (\(I=0,4,\alpha =3^\circ\)).

Wirkungsgrad in Propellerrichtung bei verschiedenen Froude-Zahlen (\(I=0,4,\alpha =3^\circ\)).

Allerdings wird der Drehmomentkoeffizient durch Änderungen der Froude-Zahl kaum beeinflusst und spürbare Änderungen werden nur bei teilweiser Belüftung beobachtet. Der Vergleich der Propellerleistungskurve bei \(F{r}_{n}=2\) mit Tests für \(F{r}_{n}\ge 3\) zeigt, dass sich insbesondere der Schubbeiwert in allen Bereichen unterschiedlich verhält unter voller Belüftung, was den Einfluss des Unabhängigkeitsbereichs für diese Zahl (\(F{r}_{n}\ge 3\)) auf die hydrodynamischen Koeffizienten und die Effizienz des Propellers zeigt. In Abb. Aus den Abbildungen 13 und 14 geht hervor, dass die Empfindlichkeit bei \({F}_{nD}\ge 4\) abnimmt und die Änderungen nicht signifikant sind. Dennoch variieren Seiten- und Auftriebskräfte bei anderen Froude-Zahlen stark, was auf unterschiedliche Strömungsmuster hinweist.

Seitenkraftkoeffizient in Propellerrichtung in verschiedenen Froude-Zahlen (\(I=0,4,\alpha =3^\circ\)).

Auftriebsbeiwert in Propellerrichtung in verschiedenen Froude-Zahlen (\(I=0,4,\alpha =3^\circ\)).

Abschließend lässt sich aus Kraftkoeffizientendaten und Propellerwirkungsgrad schließen, dass \({F}_{nD}\ge 4\) und \(F{r}_{n}\ge 3\) als Unabhängigkeit identifiziert werden können Bereich bei vorübergehender und vollständiger Belüftung, während die Froude-Zahl die Propellerleistung und -effizienz im Bereich der teilweisen Belüftung beeinflusst.

Dieses Verhältnis ist einer der entscheidenden Parameter für die Konstruktion und Leistung von Oberflächenpropellern. Der Neigungswinkel der Welle, der Trimm des Schiffes und das Verhalten des Propellers bei unterschiedlichen Vortriebsverhältnissen beeinflussen die Eintauchtiefe und dieser Parameter kann daher nicht genau gesteuert werden. Um den Einfluss dieses Parameters separat zu untersuchen, wurden Eintauchtests bei unterschiedlichen Wellenneigungswinkeln durchgeführt.

Nach Abb. 15, 16 und 17, in denen der Einfluss der Eintauchänderung bei einem konstanten Winkel von 6° und für konstante Koordinaten der Propellerwelle berücksichtigt wurde, wurden die Vorschubverhältnisse (\({J}_{scale}\)) in diesen Abbildungen erhalten in Bezug auf die Vorschubgeschwindigkeit im Einklang mit der Welle. Ein verringertes Eintauchverhältnis wirkt sich tatsächlich auf die effektive Propellerscheibenfläche und den entwickelten Belüftungshohlraum hinter dem Propeller aus. Diese beiden Parameter beeinflussen den Auftrieb und den Widerstand, die auf den Propeller ausgeübt werden, und beeinflussen den Schub und das Drehmoment bei allen Vortriebsverhältnissen. Der Wirkungsgrad ändert sich somit entsprechend den Schub-Drehmoment-Änderungen. Darüber hinaus verringert die Reduzierung des Nassbereichs des SPP auch den Luftwiderstand und kann die Propellereffizienz verbessern.

Einfluss des Immersionsverhältnisses auf den Schubkoeffizienten in Propellerrichtung (\(\alpha =6^\circ\)).

Einfluss des Immersionsverhältnisses auf den Drehmomentkoeffizienten in Propellerrichtung (\(\alpha =6^\circ\)).

Einfluss des Immersionsverhältnisses auf den Wirkungsgrad in Propellerrichtung (\(\alpha =6^\circ\)).

Wie in den Abb. 15, 16 und 17 führt zu einer verringerten Eintauchtiefe im Allgemeinen zu geringeren Schub- und Drehmomentkoeffizienten aufgrund der verringerten Eintauchfläche des Propellers. Allerdings sind ihre Veränderungen, die durch die Belüftung und den Nassbereich des Propellers beeinflusst werden, nicht ähnlich. Bei Vorschubverhältnissen oberhalb des kritischen Vorschubverhältnisses (\(J>0,8\)) hatte eine erhöhte Eintauchtiefe von 0,3 auf 0,75 einen großen Einfluss auf Änderungen des Drehmomentkoeffizienten, der Schubkoeffizient zeigt jedoch bei verschiedenen Vorschubkoeffizienten kein ähnliches Verhalten. Solche Veränderungen deuten auf eine unterschiedliche Belüftungsentwicklung hinter dem Blatt bei unterschiedlichen Eintauchtiefen hin. Innerhalb dieses Bereichs des Vortriebsverhältnisses wird der maximale Wirkungsgrad bei einer Eintauchtiefe von 0,4 erreicht, da das Drehmoment des Propellers in dieser Tiefe im Vergleich zu größeren Tiefen geringer ist und die Schubänderungen begrenzt sind.

Bei entwickelter Gesamtbelüftung bei niedrigen Vortriebsverhältnissen (\(J<0,8\)) sind die Schubänderungen des Propellers bei Eintauchtiefen von 0,3 bis 0,4 begrenzt und geringer als die Drehmomentreduzierung, was bedeutet, dass die Propellereffizienz beim Eintauchen höher ist Tiefe von 0,3 als höhere Tiefen. Dies gilt, während mit dem erhöhten Vortriebsverhältnis in dieser Tiefe (\({\mathrm{I}}_{\mathrm{T}}=0,3\)) der Wirkungsgrad aufgrund der starken Reduzierung des Propellerschubs drastisch sinkt.

Schließlich wurde durch experimentelle Überlegungen die maximale Effizienz des SPP bei einem geeigneten Schub bei \(0,4<{\mathrm{I}}_{\mathrm{T}}<0,75\) und einem Vorschubverhältnis von 0,9 bis 1,1 ermittelt. Der maximale Schubkoeffizient bei einem Immersionsverhältnis von 0,75 und \(J=0,8\) wurde bei 0,14 gemessen, und der maximale Wirkungsgrad bei einem Immersionsverhältnis von 0,4 und \(J=1\) lag bei 58 %.

Die seitlichen Kräfte wurden in den Abbildungen berücksichtigt. 18 und 19. Den Ergebnissen zufolge wirkte die vertikale Kraft auf die Welle im Allgemeinen nach oben, es sei denn, die Menge der Kräfte war gering, wenn die gesamte vertikale Kraft aufgrund von starkem Wassersprühen und Rühren nach unten gerichtet wäre. Abbildung 18 zeigt, dass der Auftriebskoeffizient mit zunehmender Eintauchtiefe bei allen Vorschubverhältnissen zunimmt, während der Seitenkraftkoeffizient (Abb. 19) bei niedrigen Eintauchverhältnissen seinen Höhepunkt erreicht und tendenziell mit abnehmendem Eintauchverhältnis ansteigt. Dieser Unterschied entsteht, weil bei einem niedrigen Eintauchverhältnis die Blattspitze als wirksamer Teil bei der Schuberzeugung dient, wobei die Gesamtkräfte eher auf die horizontale als auf die vertikale Komponente ausgerichtet wären.

Einfluss des Immersionsverhältnisses auf den Auftriebskoeffizienten in Propellerrichtung (\(\alpha =6^\circ\)).

Einfluss des Immersionsverhältnisses auf den Seitenkraftkoeffizienten in Propellerrichtung (\(\alpha =6^\circ\)).

Im Allgemeinen ergab der Vergleich der Koeffizienten der Auftriebs- und Gierkräfte, dass horizontale Kräfte stärker erzeugt werden als vertikale Kräfte und dass die Änderungen mit dem Schub einhergehen. Allerdings zeigte der Auftriebsbeiwert im transienten Bereich aufgrund drastischer Lastschwankungen in diesem Bereich ein unterschiedliches Verhalten. Die Belüftung über der Blattoberfläche verändert sich in diesem Bereich stark und verschiebt somit den Lastschwerpunkt auf das Blatt.

Aufgrund ihrer asymmetrischen Betriebsbedingungen und Schwankungen des resultierenden Nachlaufs im SPP werden erhebliche seitliche Kräfte erzeugt. Es wird erwartet, dass durch die Änderung des Wellenwinkels die resultierenden Kräfte an die Vorwärtsbewegung des Schiffes angepasst werden und zu einer höheren Effizienz in dieser Richtung führen.

Der Einfluss von Änderungen im Neigungswinkel des SPP auf Schub- und Drehmomentkoeffizienten und Effizienz gegenüber den Koordinaten der festen Welle (in einer Linie mit der Propellerwelle) wurde bei einem konstanten Eintauchverhältnis von 0,4 berücksichtigt und in den Abbildungen dargestellt. 20, 21 und 22.

Schubkoeffizient in Propellerrichtung bei verschiedenen Neigungswinkeln (\(I=0,4\)).

Drehmomentkoeffizient in Propellerrichtung bei verschiedenen Neigungswinkeln (\(I=0,4\)).

Wirkungsgrad in Abhängigkeit von der Propellerrichtung in verschiedenen Neigungswinkeln (\(I=0,4\)).

Nach Abb. 20 und 21, eine Vergrößerung des Neigungswinkels veränderte Drehmoment- und Axialschubkoeffizienten. Der Einfluss eines erhöhten Neigungswinkels ist im Teilventilationsbereich (\(\mathrm{J}>0,8\)) größer, seine Auswirkung auf den Schub verringert sich jedoch mit der Hohlraumentwicklung im Gesamtventilationsbereich (\(J<0,8\)) ). Diese Änderung aufgrund der Winkelerhöhung von 3° auf 6° erreichte ihren höchsten Wert von 40 Prozent für \(1

Darüber hinaus wurde der Einfluss der Änderung des Neigungswinkels auf die Leistung im Einklang mit der Vorwärtsbewegung des Schiffes berücksichtigt, indem Schub- und Drehmomentkoeffizienten sowie der Wirkungsgrad mit festen Wellenkoordinaten (Abb. 23 und 24) bei verschiedenen Eintauchverhältnissen und -winkeln verglichen wurden. Die Schub- und Drehmomentkoeffizienten entsprechend der Schiffsvorwärtsbewegung wurden durch KTS/J2 und KQS/J5 ausgedrückt, die tatsächliche Werte der Kraftänderung als unabhängig von Geschwindigkeit und Durchmesser definieren und mit anderen Propellern vergleichbar sind. Den Abbildungsdaten zufolge sind die hydrodynamischen Koeffizienten des Propellers aufgrund der Eintauchverhältnisse effektiver und verbessern sich mit zunehmendem Wellenneigungswinkel. Der Winkel 6° wurde als optimaler Wellenneigungswinkel unter den Propellerwirkungsgraden bei jedem Eintauchverhältnis identifiziert. Das maximale Niveau des KTS/J2-Koeffizienten wurde bei einem Eintauchverhältnis von 0,75, einem Wellenneigungswinkel von 6° und einem Vortriebsverhältnis von 0,6 erreicht, was auf einen günstigen Effekt einer zunehmenden Eintauchtiefe und eines zunehmenden Eintauchwinkels auf die Vortriebskraft des Schiffes hinweist. Die Daten in Abb. 24 und der Vergleich der Änderungen von KQS/J5 bei verschiedenen Vorschubverhältnissen zeigten auch, dass der Bereich der Änderungen des Propellerreaktionsdrehmoments mit höheren Vorschubverhältnissen zunahm, was auf einen stärkeren Einfluss der Positionsparameter, nämlich Neigungswinkel und Eintauchen bei teilweiser Belüftung, hinweist . Darüber hinaus zeigten die Effizienzdaten im Einklang mit dem Schiff, basierend auf dem KQS/J5-Koeffizienten, eine höhere Änderungsfähigkeit der Effizienz mit Positionsparametern bei niedrigeren Lastkoeffizienten.

Variation des Schubkoeffizienten in Vortriebsrichtung bei unterschiedlichen Eintauchverhältnissen und Neigungswinkeln.

Variation des Drehmomentkoeffizienten in Vortriebsrichtung bei unterschiedlichen Eintauchverhältnissen und Neigungswinkeln.

Die wirksamen Seitenkräfte wurden gemäß den Abbildungen in verschiedenen Winkeln untersucht. 25 und 26. Das Diagramm des Auftriebskoeffizienten wies auf erhöhte vertikale Kräfte auf die Welle bei konstanten Koordinaten hin, die bei der Konstruktion der Wellenlagerung und -unterstützung berücksichtigt werden müssen. Auch der Seitenkraftkoeffizient blieb laut Abb. 26 unverändert und die reproduzierbare Form dieser Kraft bestätigte die Kompatibilität und Reproduzierbarkeit dieses Prüfsystems.

Auftriebskoeffizient in Propellerrichtung bei verschiedenen Neigungswinkeln (\(I=0,4\)).

Seitenkraftkoeffizient in Propellerrichtung bei verschiedenen Neigungswinkeln (\(I=0,4\)).

Den Daten zum Seitenkraftkoeffizienten zufolge hatte die wirksame horizontale Kraft bei den Versuchen einen größeren Anteil als die vertikale Kraft und erreichte maximal 40 % des Längenschubs. Aus theoretischer Sicht könnte die Wellenabweichung zur Seite und die Abweichung von der vertikalen Ebene zur Nutzung der maximalen resultierenden Kraft entlang der Vortriebsrichtung herangezogen werden. Tatsächlich hätte ein für das SPP geeigneter Gierwinkel einen geringeren Seitenwiderstand. Es könnte als geeignete Lösung zur Förderung der Antriebseffizienz dienen, ohne dass Schäden oder Risiken durch Vibrationen oder Festigkeitsprobleme entstehen. Dieser potenzielle Vorteil muss jedoch getestet und das Ausmaß des Effizienzverlusts ermittelt werden, der sich aus den hydrodynamischen Auswirkungen von Geometrien und anderen Parametern ergibt.

Die vorliegende Studie berücksichtigte den Gierwinkel bis zu 10° bei zwei Eintauchverhältnissen von 0,4 und 0,6. Durch Beobachtung des auf die Welle ausgerichteten Schubkoeffizienten bei den genannten Eintauchverhältnissen, wie z. B. Abb. 27, wurde berichtet, dass der Axialschub der Welle mit zunehmenden Gierwinkeln abnimmt. Der sich ändernde Winkel zur horizontalen Achse verringerte die effektive Steigung des Propellers zum Fegen des Wassers. Aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtung von Propeller und Strömung verringerte sich die überstrichene Fläche des Propellers bei senkrechter Darstellung (ausgerichtet auf die Strömung). Diese Reduzierung war bei niedrigeren Eintauchverhältnissen aufgrund der Bewegung des Kraftzentrums zur Blattspitze und der höheren Anfälligkeit für seitliche Kräfte aus dem Schaftwinkel stärker. Diese Veränderungen sind im Teillüftungsbereich stärker ausgeprägt und ihre Auswirkungen nehmen mit zunehmender Hohlraumbildung im Gesamtlüftungsbereich ab.

Der Einfluss des Gierwinkels auf den Schubkoeffizienten in Propellerrichtung (\(I=0,4\)).

Durch die Berechnung der Schubkraft in Vorwärtsrichtung konnte der Einfluss der Seitenkraftumwandlung in dieser Richtung für den Vortriebsschubkoeffizienten (KTS/J2) in Abb. 28 beobachtet werden. Die gesammelten Daten zeigten, dass sich der erhöhte Gierwinkel im Allgemeinen änderte die Vortriebsschubkraft. Das Ausmaß der Schubänderung für verschiedene Vorschubverhältnisse wäre jedoch in Bezug auf eine Kombination aus hydrodynamischen Parametern, Blattbelüftung und dem Grad der Änderung des Neigungswinkels für jeden Abschnitt gegen die Strömung unterschiedlich und weist keinen festen Ansatz für den Gierwinkel auf im Voraus Raten. Der Gierwinkel erzeugte bei jedem Eintauchverhältnis bei Teilbelüftung einen größeren Einfluss als im Vollbelüftungsmodus. Darüber hinaus zeigte Abb. 29 leichte Änderungen im Drehmomentkoeffizienten, die aus Änderungen der effektiven Propellersteigung und des Neigungswinkels aufgrund einer Strömungsrichtungsänderung gegenüber den Propellerblättern resultierten. Auch der Wirkungsgrad im Einklang mit dem Vortrieb veränderte sich mit zunehmendem Gierwinkel ausgehend vom Gierwinkel 0° innerhalb eines Bereichs von 5 %.

Die Auswirkung des Gierwinkels auf den Schubkoeffizienten in Vortriebsrichtung (\(I=0,4\)).

Die Auswirkung des Gierwinkels auf den Drehmomentkoeffizienten und die Effizienz in der Antriebsrichtung (\(I=0,6\)).

Gemäß Abb. 30 wuchs auch die Auftriebskraft auf die Welle mit zunehmendem Gierwinkel, während Abb. 31 auf die Verringerung der Seitenkraft auf die Welle aufgrund einer verringerten effektiven Steigung des Propellers in Linie mit der Strömung hinwies. Basierend auf dem Vergleich der Seitenkraft und des Schubs entlang der Strömung ist ersichtlich, dass mit dem erhöhten Gierwinkel die horizontale Kraft gegenüber dem Vortrieb aufgrund des durch die Schubkraft unter dem erzeugten Gierwinkel erzeugten umgekehrten Richtungseffekts deutlich reduziert wurde . Beispielsweise beträgt bei einem Eintauchverhältnis von 0,6 unter maximalen Bedingungen das Verhältnis der Seitenkraft zum Schub (\(\frac{{F}_{H}}{T}\)) bei einem Gierwinkel von 10 Grad 0,6 bis 0,05. Eine solche Änderung bedeutete die Umwandlung der Seitenkraft in Schub entlang des Antriebs und eine leicht erhöhte Antriebseffizienz.

Der Einfluss des Gierwinkels auf den Auftriebskoeffizienten in Propellerrichtung (\(I=0,6\)).

Der Einfluss des Gierwinkels auf den Seitenkraftkoeffizienten in Propellerrichtung (\(I=0,6\)).

Die Schätzung hydrodynamischer Drehmoment- und Schubkoeffizienten war für die Entwurfsphase von SPPs eine Herausforderung, und es wurden keine umfassenden Beziehungen entwickelt, um ihre Leistung zu prognostizieren. Um die Gleichungen zu bewerten, die nach den experimentellen Tests auf die Entwurfsphase eines HL002-Propellers angewendet wurden, wurden die hydrodynamischen Koeffizienten des Propellers an verschiedenen Positionen mit Ferrandos quadratischen Regressionsgleichungen für vierflügelige Propeller2 verglichen, beispielsweise den hydrodynamischen Koeffizienten, die bei Immersionsverhältnissen erhalten wurden von 0,4 und 0,6 für zwei Neigungswinkel (6º und 8º), wie in den Abbildungen dargestellt. 32 und 33. Den experimentellen Daten zufolge schätzte die Regressionsschubgleichung den Schubkoeffizienten mit einem Fehler von weniger als 20 % nur im Teillüftungsbereich bei \(0,8\le J\le 1,5\), während die Genauigkeit solcher Berechnungen nimmt mit zunehmendem Eintauchverhältnis und zunehmendem Neigungswinkel ab. Darüber hinaus hatten Änderungen des Gierwinkels keinen wesentlichen Einfluss auf die Ausgabe der Gleichungen. Der Drehmomentkoeffizient wurde jedoch bei keinem Vorschubverhältnis der Entwurfsphase durch die Regressionsgleichungen mit ausreichender Genauigkeit geschätzt, und der minimale Fehler lag bei 15 % für das Vorschubverhältnis von 1,3. Eine solche Leistung deutet auf eine unzureichende Genauigkeit der Gleichungen und darauf hin, dass nicht alle Parameter berücksichtigt wurden, die sich auf die Propellerleistung auswirken. Angesichts der hohen Betriebskosten solcher Propeller verdeutlichen die Ergebnisse die Notwendigkeit experimenteller Tests des Propellers nach der Entwurfsphase.

Vergleich der Ergebnisse mit anfänglichen Schätzungen der Entwurfsphase (\(I=0,4,\alpha =8^\circ\)).

Vergleich der Ergebnisse mit anfänglichen Schätzungen der Entwurfsphase (\(I=0,6,\alpha =6^\circ\)).

In dieser Untersuchung wurden die Modelltestergebnisse eines speziell entwickelten 4-Blatt-Propellers diskutiert und seine Leistung mit den Designkriterien verglichen. Die vorliegende Studie untersuchte die Art und Weise der Nachlaufentwicklung von oberflächendurchdringenden Propellern bei unterschiedlichen Vortriebsverhältnissen, den Einfluss der Froude-Zahl und die in den vorherigen Studien vorgeschlagenen Unabhängigkeitsbereiche. Den extrahierten experimentellen Ergebnissen zufolge wurden die von Olofsson vorgeschlagenen Unabhängigkeitsbereiche als geeignet für Modelltests von SPPs ausgewählt. Darüber hinaus wurde die Modellleistungskurve des Propellers für verschiedene Testbedingungen erstellt und das Propellerverhalten anhand verschiedener Positionsparameter identifiziert.

In den für diesen Propeller verwendeten Entwurfsalgorithmen wurden Ferrandos quadratische Regressionsgleichungen für vierblättrige Propeller verwendet, um Schub- und Drehmomentkoeffizienten abzuschätzen. Beim Vergleich der erhaltenen experimentellen Daten und der Schätzungen der Entwurfsphase kann beobachtet werden, dass die Gleichungen die Schubkoeffizienten nur im Teillüftungsbereich bei \(0,8\le J\le 1,4\) mit einem Fehler von weniger als 20 % schätzten. . Im Vergleich dazu wiesen die Drehmomentkoeffizienten im gleichen Bereich einen Fehler von über 30 % auf. Dies führt zu einer ungenauen Schätzung der für den Betrieb des Propellers erforderlichen Leistung sowie zu einer ungeeigneten Auswahl des Motors, während die Propellerleistung mit einem Fehler von mindestens 25 % geschätzt wird. Vergleich der vorliegenden Forschungsergebnisse mit denen von Lorio oder Seyyedi et al. zu den durch Ferrandos Gleichungen geschätzten Beträgen zeigt das unterschiedliche Verhalten dieser Gleichungen für verschiedene Geometrien. Solche Beobachtungen deuteten darauf hin, dass die geometrischen Parameter des Propellers, wie z. B. die Form des Blattabschnitts und die Art der radialen Verteilung, wie Neigung, Schrägstellung und Steigungsverhältnis des Propellers, die Auswirkungen in den Regressionsgleichungen unvollständig abdecken. Dieser Mangel der Gleichungen kann auf die unzureichenden experimentellen Daten zu den unterschiedlichen Geometrien von Propellern zurückgeführt werden.

Der von einem Propeller erzeugte maximale Schub wurde als einer der wichtigsten und effektivsten Parameter bei der Konstruktion von Propellern und Antriebssystemen identifiziert. Ein Propeller mit optimalem Wirkungsgrad ist wünschenswert, um den erforderlichen Schub für Startbedingungen mit geringen Vorschubverhältnissen, Geschwindigkeitszunahme und Schiffsplanungsmodus zu erzeugen. Die vorliegende Studie befasste sich daher mit dem Einfluss verschiedener Positionsparameter auf Propellereffizienz und Schub.

Die experimentellen Ergebnisse wiesen auf die günstige Auswirkung eines erhöhten Immersionsverhältnisses auf die Förderung des Propellerschubs hin; Außerdem hat der Propellerwirkungsgrad den höchsten Wert im Immersionsverhältnisbereich von \(0,4 <\mathrm{I }<0,75\) bei \(\mathrm{J }= 1\), weist jedoch bei niedrigeren Vortriebsverhältnissen keinen guten Wirkungsgrad auf und Eintauchtiefe und ist niedriger als die Designschätzung. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Erhöhung des Neigungswinkels in allen Fällen nicht zu einer Steigerung von Schub und Leistung führt. Der optimale Neigungswinkel für mehr Schub und Effizienz im Einklang mit dem Vortrieb beträgt 6 Grad.

Eine Änderung des Gierwinkels des Propellers wird theoretisch den Gesamtschub zum Antrieb verstärken und die Effizienz erhöhen, während gleichzeitig die Seitenkraft minimiert wird. Allerdings deuten die Ergebnisse im Allgemeinen nicht auf eine signifikante Steigerung der Antriebseffizienz und des Schubs bei höheren Gierwinkeln bis zu 10° hin. Bei Vorschubverhältnissen kleiner als \({j}_{cr}\) erhöht sich jedoch der Schub. Diese Ergebnisse zeigen je nach Geometrie ein unterschiedliches Verhalten.

Ein weiterer interessanter Punkt war der Nulllastpunkt auf der Propellerleistungskurve, der durch die Informationen aus den Schubkoeffizientenzahlen ungefähr im Bereich von 1,4 angegeben wird, während der Nulllastpunkt theoretisch in Übereinstimmung mit dem Propellersteigungsverhältnis bei \(\frac) bestimmt wird {P}{D}=1,24\). Ein solcher Unterschied in der effektiven Propellersteigung kann auf den Einfluss der Blattgeometrie zurückgeführt werden, beispielsweise auf den Aufprall des Bechers auf die Hochdruckfläche, und zeigt somit den erheblichen Einfluss der Blattgeometrie auf deren Leistung.

Darüber hinaus wurden die Informationen zu den Propellerseitenkräften unter verschiedenen Betriebs- und Positionsbedingungen berücksichtigt, was dazu beitragen könnte, das Propellerverhalten zu identifizieren, die Auswirkungen verschiedener Geometrien zu bestimmen und zu vergleichen und Wellen, Halterungen und Lager nach Bedarf zu entwerfen. Durch den Vergleich der Ergebnisse dieser Studie mit experimentellen Studien zur Differentialgeometrie von SPP kann der Einfluss der Blattgeometrie auf das Propellerverhalten unter verschiedenen Positionsparametern beobachtet werden. Schließlich werden die Informationen der vorliegenden Studie verwendet, um eine numerische Lösungsmethode für oberflächendurchdringende Propeller zu entwickeln und die Propellergeometrie zu optimieren, um einen höheren Schub zu erzeugen.

Die während der aktuellen Studie generierten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Young, YL Numerische Modellierung superkavitierender und oberflächendurchdringender Propeller. (Abteilung für Bauingenieurwesen, Universität von Texas in Austin, TX78712, Umwelt- und Wasserressourcentechnik, 2002).

Ferrando, M., Crotti, S. & Viviani, M. Leistung einer Familie von oberflächendurchdringenden Propellern. in Proceedings of 2nd International Conference on Marine Research and Transportation (ICMRT), Ischia. 28–30. (2007).

Carlton, J. Marine Propellers and Propulsion (Butterworth-Heinemann, 2018).

Google Scholar

Shiba, H. Luftzeichnung von Schiffspropellern. Rep. Transport. Technik. Res. Inst. 9, 1–320 (1953).

Google Scholar

Hadler, J. Leistung teilweise untergetauchter Propeller. im 7. ONR-Symposium über Marinehydrodynamik in Rom (1968).

Schilde, CE-Leistungsmerkmale mehrerer teilweise eingetauchter superkavitierender Propeller. (Naval Ship Research and Development Center Washington DC Hydromechanics Lab, 1968).

Kruppa, C. Prüfung teilweise eingetauchter Propeller. im 13. ITTC-Berlin/Hamburg (1972).

Brandt, H. Modellversuche mit schiffspropellernan der wasseroberflaeche. Schiff Hafen 1973, 5 (1973).

Google Scholar

Rose, JC & Kruppa, C. Ergebnisse methodischer Serienmodelltests. in FAST '91, 1. Internationale Konferenz zum schnellen Seetransport. Bd. 2. 1129 (1991).

Ferrando, M., Viviani, M., Crotti, S., Cassella, P. & Caldarella, S. Einfluss der Weber-Zahl auf die Modelltestskalierung von oberflächendurchdringenden Propellern. in Proceedings of 7th International Conference on Hydrodynamics (ICHD). Abteilung für Schiffsarchitektur und Meerestechnik. 4–6 (2006).

Pustoshny, AV, Bointsov, VP, Lebedev, EP & Stroganov, AA Entwicklung der 5-Blatt-SPP-Serie für schnelle Schnellboote. in der 9. Internationalen Konferenz über schnelle See, Shanghai, China Ship Scientific Research Center (2007).

Ding, E. Eine Reihe von oberflächendurchdringenden Propellern und ihre Anwendung. in Proceedings of the 9th International Conference on Fats Sea Transportation, Shanghai, China (2007).

Hecker, R. Experimentelle Leistung eines teilweise eingetauchten Propellers in geneigter Strömung (Society of Naval Architects and Marine Engineers, 1973).

Google Scholar

Alder, R. & Moore, D. Leistung eines teilweise eingetauchten Propellers mit geneigter Welle, der über einen Bereich von Wellengierwinkeln betrieben wird. 802–801 (David W Taylor Naval Ship Research and Development Center, 1977).

Shaozong, L auf der International High-Performance Vehicle Conference-Shanghai.

Olofsson, N. Kraft- und Strömungseigenschaften eines teilweise eingetauchten Propellers. Doktorarbeit, Chalmers University of Technology, (1996).

Kikuchi, H. et al. Experimentelle Studie zu einem oberflächendurchdringenden Propeller mit horizontal geneigter Achse. (The Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineer Nr. 232, 1999).

Okada, Y., Yoshioka, M., Fujita, T. & Watanabe, K. Experimentelle Studie zu oberflächendurchdringenden Propellern. J. Soc. Naval Architects Jpn. 188, 111–116 (2000).

Artikel Google Scholar

Dyson, PK Modellierung, Prüfung und Design, eines oberflächendurchdringenden Propellerantriebs. Doktorarbeit, University of Plymouth, (2000).

Nozawa, K. & Takayama, N. Experimentelle Studie zur Antriebsleistung von oberflächendurchdringenden Propellern. J. Kansai Soc. Naval Architects Jpn. 237, 63–70 (2002).

Google Scholar

Montazeri, N. & Ghassemi, H. in Proceedings of the 6th Annual Conference of Design Principles and Applications of High-Speed ​​Craft (Chaloos, 2009).

Lorio, JM Freiwassertest eines oberflächendurchdringenden Propellers mit unterschiedlichem Eintauchen, Gierwinkel und Neigungswinkel. Master of Science in Meerestechnik, Florida Atlantic University, (2010).

Misra, SC, Gokan, RP, Sha, OP, Suryanarayana, C. & Suresh, RV Entwicklung eines vierblättrigen, oberflächendurchdringenden Propellers Serie Naval Engineering Journals, Nr. 124-4. (2012).

Shafaghat, R., Seyyedi, M. & Siavashian, M. Experimentelle Untersuchung des Eintauchverhältnisses und des Wellenneigungswinkels bei der Leistung eines oberflächendurchdringenden Propellers. Mech. Wissenschaft. https://doi.org/10.5194/ms-10-153-2019 (2019).

Amini, A., Nouri, NM, Abedi, A. & Kamran, M. Leistungsverbesserung von oberflächendurchdringenden Propellern bei niedrigen Vorschubkoeffizienten durch Belüftung. Ocean Eng. 238, 109551 (2021).

Artikel Google Scholar

Kamran, M. & Nouri, N. Modelltestsystem für oberflächendurchdringende Propeller in einem Wassertunnel: Design und In-situ-Kalibrierungsmethodik. Messung 14, 111200 (2022).

Artikel Google Scholar

Bose, N. et al. 23. Internationale Schlepptankkonferenz (ITTC). Bd. 1. 89–151; 671–683 (2002).

Ghose, JP & Gokarn, RP Basic Ship Propulsion (KW Publishers Pvt Ltd, 2015).

Google Scholar

Molland, AF, Turnock, SR & Hudson, DA Ship Resistance and Propulsion (Cambridge University Press, 2017).

Buchen Sie MATH Google Scholar

Nouri, N., Kamran, M., Mostafapur, K. & Bahadori, R. Entwurf und Herstellung eines Kraft-Moment-Messsystems zum Testen der Modelle in einem Wassertunnel. Modares Mech. Ing. 14, 291–298 (2015).

Google Scholar

Nouri, N., Mostafapour, K., Kamran, M. & Bohadori, R. Entwurfsmethodik einer Sechs-Komponenten-Waage zur Messung von Kräften und Momenten in Wassertunneltests. Messung 58, 544–555 (2014).

Artikel ADS Google Scholar

Nouri, N., Mostafapour, K. & Kamran, M. Ein Kalibriergerät für mehrkomponentige interne Dehnungsmessstreifenwaagen unter Verwendung des neuen Design-of-Experiment-Ansatzes (DOE). Rev. Sci. Instrument. 89, 025111 (2018).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Referenzen herunterladen

Diese Studie wurde von der Iran University of Science and Technology finanziert.

Fakultät für Maschinenbau, Iranische Universität für Wissenschaft und Technologie, Teheran, Iran

Maryam Kamran, Norouz Mohammad Nouri, Hossein Goudarzi und Saeed Golrokhifar

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

NMN: Ideenfindung, Konzeptualisierung, Ressourcen, Überwachung, Projektverwaltung. MK: Ideenfindung, Konzeptualisierung, Methodik, experimentelle Vorbereitung, formale Analyse, Untersuchung, Schreiben-Originalentwurf, Schreiben-Rezension und Bearbeitung. HG, SG: Validierung, experimentelle Vorbereitung, Schreiben-Originalentwurf, Visualisierung.

Korrespondenz mit Maryam Kamran oder Norouz Mohammad Nouri.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

Open Access Dieser Artikel ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert, die die Nutzung, Weitergabe, Anpassung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium oder Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle angemessen angeben. Geben Sie einen Link zur Creative Commons-Lizenz an und geben Sie an, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die Bilder oder anderes Material Dritter in diesem Artikel sind in der Creative Commons-Lizenz des Artikels enthalten, sofern in der Quellenangabe für das Material nichts anderes angegeben ist. Wenn Material nicht in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten ist und Ihre beabsichtigte Nutzung nicht durch gesetzliche Vorschriften zulässig ist oder über die zulässige Nutzung hinausgeht, müssen Sie die Genehmigung direkt vom Urheberrechtsinhaber einholen. Um eine Kopie dieser Lizenz anzuzeigen, besuchen Sie http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Nachdrucke und Genehmigungen

Kamran, M., Nouri, NM, Goudarzi, H. et al. Experimentelle Bewertung des Einflusses von Positionierungs- und Betriebsparametern auf die Leistung eines oberflächendurchdringenden Propellers. Sci Rep 12, 18566 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-21959-x

Zitat herunterladen

Eingegangen: 02. Mai 2022

Angenommen: 06. Oktober 2022

Veröffentlicht: 03. November 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-21959-x

Jeder, mit dem Sie den folgenden Link teilen, kann diesen Inhalt lesen:

Leider ist für diesen Artikel derzeit kein gemeinsam nutzbarer Link verfügbar.

Bereitgestellt von der Content-Sharing-Initiative Springer Nature SharedIt

Durch das Absenden eines Kommentars erklären Sie sich damit einverstanden, unsere Nutzungsbedingungen und Community-Richtlinien einzuhalten. Wenn Sie etwas als missbräuchlich empfinden oder etwas nicht unseren Bedingungen oder Richtlinien entspricht, kennzeichnen Sie es bitte als unangemessen.