Analysis of possible ratios of flux density at the shell model and its propeller in the expressions to evaluate parameters of propulsion complex at scale modeling propulsion of ships using self-propelled models
Authors: Бимбереков П.А. 
Published: June 2020

Моделирование пропульсивных характеристик судов с использованием малых самоходных моделей в опытовых бассейнах производится исходя из подобия чисел Фруда, при этом обеспечить подобие по числу Рейнольдса не удаётся. В связи с не полным моделированием параметров как потока обтекающего корпус модели, так и потока набегающего на её винт, возникает гидродинамическое несоответствие сил сопротивления самоходной модели и упора её движителя при масштабной скорости, обеспечиваемой буксировочной тележкой. Таким образом, моделирование сопряжено с рядом масштабных погрешностей, нейтрализация которых как в физическом исполнении, так и посредством введения расчётных поправок является важной задачей.
Рассматривается возможность организации у корпуса и движителя самоходной модели потоков разной плотности для нейтрализации некоторых видов масштабных погрешностей. Для анализа выбрана зависимость пересчёта с модели на натуру, использующая поправочные коэффициенты в виде степенной функции масштаба для корпуса и движителя модели. Получены зависимости взаимосвязи плотностей обтекающего корпус и набегающего на гребной винт потоков в оговариваемых вариантах соотношения степеней пересчёта с модели на натурное судно. Намечаются подходы к практической реализации рассматриваемой задачи изменения натекающих потоков, обтекающих корпус и движитель самоходной модели, связанные с отсосом и подачей жидкости.

Simulation of propulsive characteristics of vessels using small self-propelled models in the experimental pools is based on the similarity of Froude numbers, while it is not possible to provide similarity in the Reynolds number. Due to the incomplete modeling of the parameters of both the flow around the body of the model and the flow incident on its screw, there is a hydrodynamic mismatch of the resistance forces of the self-propelled model and the emphasis of its propulsion at the scale speed provided by the towing cart. Thus, the simulation involves a number of large-scale errors, the neutralization of which both in physical performance and through the introduction of computational corrections is an important task.
The possibility of organization of self-propelled model of flows of different density for neutralization of some types of scale errors is considered. For the analysis, the dependence of the conversion from model to nature, using the correction factors in the form of a power function of the scale of the model for the body and the engine of the model, was chosen. The dependences of the relationship of the densities streams around the hull and the propeller streams to be specified embodiments, the ratio of the degree of recalculate dependencies of the model of the hull and propeller to full-scale vessel. Approaches to the practical implementation of the considered problem of changing the flowing flows around the hull and the self-propelled propulsion associated with the suction and supply of liquid are outlined.