Αριθμητική διερεύνηση της τυρβώδους ροής γύρω από εκ περιστροφής συμμετρικό σώμα

Abstract

Κύριος σκοπός της εργασίας αυτής είναι η μελέτη της επίδρασης του χρησιμοποιούμενου αριθμητικού πλέγματος επί των συντελεστών πίεσης και τριβής, σε εκ περιστροφής συμμετρικό σώμα. Η μελέτη έγινε με κώδικα που αναπτύχθηκε από το Εργαστήριο Ναυτικής και Θαλάσσιας Υδροδυναμικής (ΕΝΘΥ). Το υπολογιστικό πλέγμα αποτελείται από δυο ξεχωριστά, το πρωραίο και το πρυμναίο, τα οποία καλύπτουν ως ενιαίο πλέγμα το ροϊκό πεδίο. Τα εφαρμοζόμενα πλεγματικά σχήματα είναι τύπου C, τύπου H, ορθογώνιου ή μη ορθογώνιου τύπου, για το πρωραίο τμήμα ή τύπου H, ορθογώνιου ή μη ορθογώνιου τύπου για το πρυμναίο τμήμα. Οι υπολογισμοί έγιναν σε φυσική κλίμακα και κλίμακα μοντέλου για δυο διαφορετικούς λόγους μήκους προς πλάτος. Τα αποτελέσματα έδειξαν σύγκλιση στις τιμές της ολικής αντίστασης και στους συντελεστές τριβής, ωστόσο οι συντελεστές πίεσης παρουσίασαν κάποια διασπορά με μικρή όμως επίδραση επί της ολικής αντίστασης. Επίσης διεξήχθησαν υπολογισμοί αυτοπρόωσης που και αυτοί έδειξαν μικρή εξάρτηση από την μορφή του πλέγματος. Στο Β΄ Μέρος (εκπονημένο σε συνεργασία με τον συνάδερφο Ανδρέα Τριανταφύλλου) γίνεται μια προσπάθεια εφαρμογής της αριθμητικής ολοκλήρωσης σε μη ισαπέχοντα πλέγματα.

The main purpose of this paper is to study the effect of the various numerical grids on the pressure and friction coefficients on rotational axisymmetric bodies. The computation was done by a code developed by the Laboratory for Ship and Marine Hydrodynamics (ENTHY). The computational grid consists of two separate, fore and aft, which form a uniform grid covering the whole flow field. The applied grid shapes for the bow section are C or H type, orthogonal or non-orhtogonal, and the applied for the aft, type H, orthogonal or non-orhtogonal. The calculations were made on physical scale and model scale for two different length to width ratios. The results showed a convergence in values of total resistance and friction coefficients, but the pressure coefficients presented some dispersion but with little effect on total resistance. We also conducted self-propulsion calculations that showed a little dependency on grid shape. In Part B (elaborated in collaboration with colleague Andreas