Calculation method of paddling blades propulsor based on the flat sections theory

Abstract

В статье представлен метод расчета гребного лопастного движителя. Гребной лопастной движитель представляет собой запатентованное техническое решение, реализующее принцип создания тяги за счет гребка, осуществляемого лопастями. Лопасти предполагается устанавливать на обоих бортах исследовательского подводного аппарата. Метод основан на гипотезе плоских сечений, моделировании отрывного обтекания по формуле Релея, использовании упрощенной схемы расчета характеристик гидродинамических профилей. Для моделирования нестационарных эффектов при работе движителя используются коэффициенты присоединенных масс. Разработанный метод верифицирован путем сопоставления результатов расчета с ранее выполненными CFD расчетами гребных лопаток в пакете OpenFOAM. Показана удовлетворительная точность прогнозирования сил, действующих на гребной лопатке. В дальнейшем предполагается использовать разработанный метод при проектировании и оптимизации гребных лопастных движителей. The article presents a method for calculating the paddling blades propulsor. The paddling blades propulsor is a patented technical solution that implements thrust creation due to paddling by the blades. The blades are supposed to be installed on both sides of the research underwater vehicle. The method is based on the hypothesis of flat sections, modeling of the separation flow by the Rayleigh formula, using a simplified calculating scheme of the hydrofoil section characteristics. The added mass coefficients are used to simulate non-stationary effects during the operation of the propulsor. The developed method is verified by comparing the calculation results with previously performed CFD calculations of the paddling blades. Satisfactory forecasting accuracy of forces acting on the paddling blade is shown. In the future, it is planned to use the developed method in the design and optimization of paddling blade propulsors.