Numerical Investigation of 2-D Wave Making Characteristics of a Submerged Hydrofoil

Abstract

In this study, 2-D wave making characteristics of a submerged hydrofoil has been investigated in a numerical fashion. Experimental data available for different depths of submergence and flow velocities have been compared to the results obtained by a commercial RANS CFD code and an in-house SPH code. The capabilities of the numerical approaches in terms of capturing the free surface deformation have been assessed. At high Froude numbers, the induced wave profiles have been observed to exhibit an unsteady nature by both numerical methods. The pressure contours obtained from the numerical analysis have also been compared with each other. It has been seen that the agreement between the results of the well-established RANS method and recently progressing SPH technique is encouraging for further development.

Bu çalışmada, serbest su yüzeyine yakın bir hidrofoil etrafındaki akış, yani 2 boyutlu dalga yapımı problemi sayısal olarak incelenmiştir. Deney sonuçları farklı derinlikler ve akış hızlarında RANS hesaplamalı akışkanlar dinamiği kodu ve interpolasyonlu parçacık hidrodinamiği(İPH) yöntemi ile karşılaştırılmıştır. Sayısal yaklaşımların serbest su yüzeyi deformasyonunun tahmini açısından kabiliyetleri değerlendirilmiştir. Özellikle yüksek Froude sayılarında, indüklenen dalga profillerinin, her iki sayısal yöntemde de yüksek mertebede zamana bağlı (kararsız) bir doğası olduğu gözlemlenmiştir. Sayısal analizden elde edilen basınç hatları da birbiriyle karşılaştırılmıştır. Sayısal çözüm teknikleri açısından gelişimini büyük ölçüde tamamlamış RANS yönteminin sonuçları ile görece yeni sayılabilecek ve halen gelişimini devam ettirmekte olan İPH yönteminin sonuçları arasındaki uyumluluğun gelecek araştırma çalışmaları açısından ümit verici olduğu görülmüştür.