Ushbu tadqiqot havoda ham, suvda ham alohida ishlashi ko‘zda tutilgan uch parrakli kross-muhit propellerining tortish samaradorligi va strukturaviy ishonchliligini bitta muhandislik zanjirida baholaydi. Kross-muhit propelleri zichlik va gidrodinamik yuk sharoitlari juda farq qiladigan havo va suv muhitlarida ishlay olishi kerak bo‘lgan tortish elementidir. Tadqiqotchilar avval Parrak Elementi Impuls Nazariyasi (Blade Element Momentum Theory, BEMT) yordamida nomzod geometriyalarni tezkor saralagan, so‘ng tanlangan geometriya uchun Hisoblash Suyuqliklar Dinamikasi (Computational Fluid Dynamics, CFD) orqali uch o‘lchamli va notekis sirt bosimlarini hisoblagan hamda ushbu bosimlar bilan markazdan qochma yuklarni bir yo‘nalishli suyuqlik–tuzilma bog‘lanishi orqali chekli elementli strukturaviy modelga uzatgan.

Uchta statsionar ish holati baholangan: havoda boshlanishida 3000 r/min va nol o‘q bo‘ylab kirish, suvda boshlanishida 500 r/min va nol o‘q bo‘ylab kirish, suv kirishida esa 500 r/min bilan birga 5 m/s o‘q bo‘ylab oqim. Asosiy dizaynda eng kritik holat suv kirishi bo‘lgan. Ushbu sharoitda maksimal von Mises kuchlanishi 129,8 MPa va maksimal umumiy deformatsiya 5,378 mm deb hisoblangan; eng yuqori kuchlanish barcha holatlarda parrak ildizi–gupchak o‘tish qismida to‘plangan. Manbada 6063-T5 alyuminiy uchun berilgan 145 MPa nominal oqish mustahkamligi hisobga olinsa, 129,8 MPa qiymat oqish mustahkamligining taxminan %89,5 iga yetadi.

Parrak ildizidagi geometrik uzilishlarni kamaytirish maqsadida 2 mm fillet qo‘llangan; so‘ng profil, parrak o‘rnatish burchagi va ildizni mustahkamlash parametrlari taqqoslangan. Yakuniy geometriya NACA0012 profili, 0° parrak burchagi, Taper Chord = 0,90, Scale Chord = 1,05 va 2 mm ildiz filletidan iborat. Kritik suv kirishi sharoitida ushbu dizayn maksimal kuchlanishni 129,8 MPa dan taxminan 87,0 MPa gacha, maksimal umumiy deformatsiyani esa 5,378 mm dan 3,669 mm gacha kamaytirgan.

Natijalarni talqin qilish chegarasi muhimdir. Tadqiqot jismoniy prototip sinovi yoki havo–suv chegarasidan haqiqiy o‘tish tajribasi emas. Tahlil statsionar CFD va bir yo‘nalishli suyuqlik–tuzilma bog‘lanishiga asoslanadi; strukturaviy deformatsiyaning oqim maydoniga qayta ta’siri, o‘tkinchi gidroelastik hodisalar, ikki fazali havo–suv interfeysi, charchash va ishlab chiqarish tolerantliklari hisoblanmagan. Shu sababli natijalar dastlabki loyihalash va kritik hududlarni aniqlash nuqtai nazaridan kuchli sonli muhandislik asosini beradi, biroq to‘g‘ridan-to‘g‘ri dala yoki prototip tasdiqini almashtirmaydi.

Tadqiqot muammosi: bir xil propeller ikki juda turli suyuqlik muhitida qanday xavfsiz qolishi mumkin?

Havo va suv o‘rtasidagi asosiy muhandislik farqlaridan biri zichlikdir. Tadqiqotda ishlatilgan qiymatlarga ko‘ra havo zichligi 1,225 kg/m³, suv zichligi esa 1000 kg/m³. Demak, bir xil geometriya duch keladigan bosim yuki faqat aylanish tezligiga bog‘liq emas; suyuqlik zichligi, o‘q bo‘ylab kirish tezligi, parrak sirtidagi bosim taqsimoti va markazdan qochma ta’sir birgalikda strukturaviy javobni belgilaydi. Shu sababli havoda yuqoriroq aylanish tezligidan foydalanish avtomatik tarzda yuqoriroq strukturaviy kuchlanish degani emas.

Avvalgi kross-muhit transport vositalari tadqiqotlarida tortish, manevr, havo–suv o‘tish strategiyasi va boshqaruv ko‘proq o‘rganilgan bo‘lsa, bir xil propellerning turli muhitlardagi strukturaviy xavfsizligi kamroq tizimli ravishda ko‘rib chiqilgan. Ushbu tadqiqotning asosiy maqsadi mazkur bo‘shliqni tezkor dastlabki dizayndan batafsil bosim yechimiga va strukturaviy optimallashtirishga cho‘zilgan integratsiyalashgan ish jarayoni bilan qamrab olishdir.

Asosiy propeller geometriyasi

Boshlang‘ich propeller uch parrakli bo‘lib, NACA0012 kesimidan foydalanadi. Dastlabki tashqi diametr 250 mm. Gupchak birikmasi va uch o‘lchamli geometrik modellashtirish uchun har bir parrak radial yo‘nalishda 9 mm ichkariga surilgan va yakuniy tahlil diametri 232 mm bo‘lgan. Manbaning 3(b)-rasmida, shuningdek, gupchak diametri 45 mm, samarali parrak radial uzunligi taxminan 93,5 mm va uch chord uzunligi 15 mm deb belgilangan.

Bir Yo‘nalishli Suyuqlik–Tuzilma Bog‘lanishi Ushbu Tadqiqotda Nimani Anglatadi?

Bir yo‘nalishli suyuqlik–tuzilma bog‘lanishi CFD orqali hisoblangan parrak sirt bosimlari va tegishli markazdan qochma yuklarning chekli elementli strukturaviy modelga uzatilishi, ammo hisoblangan strukturaviy deformatsiyaning CFD oqim maydoniga qayta uzatilmasligini anglatadi. Ushbu yondashuv statsionar ko‘p ish sharoitlarida kritik kuchlanish hududlari va optimallashtirish maqsadlarini past hisoblash xarajati bilan aniqlash imkonini beradi; biroq deformatsiya–oqim qayta bog‘lanishini va o‘tkinchi gidroelastik ta’sirlarni yecha olmaydi.

Nega BEMT birinchi bosqichda ishlatildi?

Parrak Elementi Impuls Nazariyasi propellerni radial yo‘nalishda ko‘plab kichik parrak elementlariga ajratadi. Har bir elementning mahalliy tezlik uchburchagidan hujum burchagi aniqlanadi; ko‘tarish va qarshilik kuchlari hisoblanadi va induksiya omillari impuls nazariyasiga mos bo‘ladigan tarzda iterativ yangilanadi. To‘liq uch o‘lchamli CFD ga nisbatan hisoblash xarajati pastroq bo‘lgani sababli BEMT bu yerda yakuniy strukturaviy yukni hosil qilish uchun emas, balki nomzod geometriyalarni saralash uchun ishlatilgan.

BEMT tezlik uchburchagi

Manbada mahalliy o‘q bo‘ylab tezlik Tenglama (1), tangensial tezlik Tenglama (2), natijaviy nisbiy tezlik Tenglama (3) va kirish burchagi Tenglama (4) bilan aniqlangan:

\[ V_a = V_0(1+a) \tag{1} \]

\[ V_t = \Omega r(1-a') \tag{2} \]

\[ W=\sqrt{V_a^2+V_t^2} \tag{3} \]

\[ \phi=\arctan\left(\frac{V_a}{V_t}\right) \tag{4} \]

Bu yerda \(V_0\) o‘q bo‘ylab erkin oqim tezligini, \(a\) o‘q bo‘ylab induksiya omilini, \(a'\) tangensial induksiya omilini, \(r\) radial holatni, \(\Omega\) burchak tezligini, \(V_a\) o‘q bo‘ylab tezlik komponentini, \(V_t\) tangensial komponentni va \(W\) mahalliy nisbiy tezlik kattaligini ifodalaydi.

Parrakning mahalliy o‘rnatish burchagi \(\beta\) bilan oqim kirish burchagi \(\phi\) o‘rtasidagi farq mahalliy hujum burchagini beradi:

\[ \alpha=\beta-\phi \tag{5} \]

Ushbu munosabat 1-rasmdagi tezlik uchburchagining geometrik o‘zagidir. Hujum burchagi keyinchalik tegishli NACA profilining ko‘tarish va qarshilik koeffitsiyentlarini aniqlash uchun ishlatiladi.

Ko‘tarish va qarshilik kuchlari

Manba radial qalinligi \(dr\) bo‘lgan parrak elementidagi differensial ko‘tarish va qarshilikni quyidagicha aniqlaydi:

\[ dL=0.5\rho W^2cC_Ldr \tag{6} \]

\[ dD=0.5\rho W^2cC_Ddr \tag{7} \]

Bu yerda \(\rho\) suyuqlik zichligi, \(c\) mahalliy chord uzunligi, \(C_L\) ko‘tarish koeffitsiyenti va \(C_D\) qarshilik koeffitsiyenti. Tenglamalardagi \(W^2\) va \(\rho\) hadlari mahalliy kuch nisbiy tezlik kvadrati va suyuqlik zichligi bilan kuchli bog‘liqligini ko‘rsatadi. Ushbu matematik xususiyat ancha past aylanish tezligida ishlaydigan suv holatlari nega havodagi 3000 r/min holatidan og‘irroq strukturaviy yuk hosil qilishi mumkinligini tushunishda muhimdir.

Aylanish tezligi notatsiyasi

Manba Tenglama (8) da aylanish sonini burchak tezligiga aylantiradi:

\[ \omega=\frac{2\pi n}{60} \tag{8} \]

Bu yerda \(n\), r/min birlikdagi aylanish tezligi. Manba matnining boshqa BEMT tenglamalarida xuddi shu fizik kattalik uchun \(\Omega\) belgisi ishlatilgan. \(\omega\) bilan \(\Omega\) o‘rtasida alohida tenglik yozilmagani sababli bu manbadagi kichik notatsion nomuvofiqlikdir; Verianla matni belgilarni yashirincha birlashtirmaydi.

Element tortishi va momenti

Ko‘tarish va qarshilik kuchlari o‘q bo‘ylab va aylana yo‘nalishlariga ajratilganda differensial tortish va moment quyidagicha bo‘ladi:

\[ dT=B(dL\cos\phi-dD\sin\phi) \tag{9} \]

\[ dQ=Br(dL\sin\phi+dD\cos\phi) \tag{10} \]

Bu yerda \(B\) parraklar soni. Tenglama (9) ko‘tarish kuchining o‘q bo‘ylab komponenti tortishga ijobiy hissa qo‘shishini, qarshilikning tegishli komponenti esa tortishni kamaytirishini ko‘rsatadi. Tenglama (10) xuddi shu kuchlarning aylana komponentlari aylanish o‘qiga nisbatan moment hosil qilishini ifodalaydi.

Impuls nazariyasi tomoni

Ideal aktuator disk yondashuvida halqasimon oqim nayiga impulsning saqlanishi qo‘llanib, xuddi shu differensial tortish va moment uchun ikkinchi ifoda olinadi:

\[ dT=4\pi\rho rV_0^2a(1+a)\,dr \tag{11} \]

\[ dQ=4\pi\rho r^3V_0\Omega(1+a)a'\,dr \tag{12} \]

BEMT yechimi iterativ bo‘lishining sababi parrak elementi aerodinamikasidan keladigan Tenglama (9)–(10) va impuls nazariyasidan keladigan Tenglama (11)–(12) ifodalarining induksiya omillari orqali bir-biriga moslashtirilishidir. Har bir radial elementda \(a\) va \(a'\) yangilanadi; konvergentsiya ta’minlangach, butun parrak bo‘ylab integratsiya qilinib umumiy tortish va moment topiladi.

Tortish samaradorligi

Manba propeller samaradorligini quyidagicha aniqlaydi:

\[ \eta=\frac{TV_0}{Q\Omega} \tag{13} \]

Suratdagi \(TV_0\) o‘q bo‘ylab yo‘nalishdagi foydali tortish quvvatini, maxrajdagi \(Q\Omega\) esa valga berilgan mexanik aylanish quvvatini ifodalaydi. O‘lcham nuqtai nazaridan ikkala ifoda ham watt birlikdagi quvvat va nisbat o‘lchovsizdir.

Ikki bosqichli BEMT saralashi

Birinchi saralashda global chord masshtablash va parrak pitch burchagi o‘zgartirilgan; A2, A3 va B3 modellari ikkinchi bosqichga o‘tkazilgan. Birinchi turning eng yuqori umumiy bali A2 uchun 0,69086 bo‘lgan. Ikkinchi turda tanlangan geometriyalarning spanwise taper parametri o‘rganilgan va A3 t1 eng yuqori 0,58656 ballni olgan.

Havo va suv ballari qanday tuzildi?

Mualliflar samaradorlikka %50, tortish koeffitsiyentiga %35 va quvvat koeffitsiyentiga %15 vazn bergan. Suv va havo tomonidagi ballar mos ravishda:

\[ S_w=0.50\eta_w^*+0.35C_{T,w}^*+0.15C_{P,w}^* \tag{14} \]

\[ S_a=0.50\eta_a^*+0.35C_{T,a}^*+0.15C_{P,a}^* \tag{15} \]

Yakuniy kross-muhit bali esa:

\[ Score=0.60S_w+0.40S_a-0.10|S_w-S_a| \tag{16} \]

ko‘rinishidadir. So‘nggi formula suv ishlashiga %60, havo ishlashiga %40 vazn beradi va ikki muhit o‘rtasida haddan tashqari nomutanosiblik bo‘lsa \(|S_w-S_a|\) jarima hadini qo‘llaydi. Manba yulduzchali \(\eta^*\), \(C_T^*\) va \(C_P^*\) kattaliklarini normallashtirilgan ko‘rsatkichlar sifatida ta’riflaydi, ammo bu normallashtirish amaliyotining aniq matematik o‘zgartirishini alohida bermaydi. Shu sababli baholash tizimi manba qiymatlari bilan ishlatilishi mumkin bo‘lsa-da, to‘liq mustaqil qayta ishlab chiqish uchun normallashtirish tafsiloti yetishmaydi.

Tanlangan asosiy konfiguratsiya

A3 t1; havo va suv tomonidagi samaradorlik, geometrik uzluksizlik va ikkinchi bosqich umumiy bali birgalikda baholanib, asosiy geometriya sifatida tanlangan. Parametrlari Scale Chord = 0,80, Change Blade Angle = +2° va Taper Chord = 1,00. Keyingi CFD va strukturaviy tahlillar ushbu geometriya asosida olib borilgan.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

CFD modeli

Havo va suv siqilmaydigan uzluksiz suyuqlik sifatida modellashtirilgan. Havo boshlanishida parrak uchi Mach soni taxminan 0,107 deb berilgan va bu qiymat past tezlikli siqilmaydigan yondashuv uchun maqbul deb hisoblangan. Uzluksizlik va impuls tenglamalari chekli hajmli CFD doirasida yechilgan; devor yaqinidagi oqim, teskari bosim gradienti va ajralishga moyil aylanuvchi parrak muammolari sabab SST \(k-\omega\) turbulentlik modeli ishlatilgan.

Hisoblash sohasi ichkarida aylanuvchi, tashqarida qo‘zg‘almas ikkita hududdan iborat. Parrak va gupchak sirtlari no-slip devorlardir. Havo boshlanishi va suv boshlanishi holatlarida kirish tezligi nol, suv kirishida esa o‘q bo‘ylab kirish tezligi 5 m/s. Chiqishda bosim chiqishi chegara sharti qo‘llangan.

Nega bosim maydoni to‘g‘ridan-to‘g‘ri FEA modeliga uzatildi?

Parrak sirtidagi bosim bir tekis emas. Manbaning CFD rasmlari yuqori bosimlar ayniqsa hujum qirrasi va parrak ildizi atrofida, pastroq bosimlar esa so‘rish yuzasi va chiqish qirrasida hosil bo‘lishini ko‘rsatadi. Shu sababli parrakni bitta doimiy bosim bilan yuklash haqiqiy yuk uzatilishini haddan tashqari soddalashtirgan bo‘lardi. Tadqiqotchilar CFD dagi radial va chord yo‘nalishidagi uch o‘lchamli bosim maydonini chekli element sirtlariga moslashtirgan va bunga har bir ish sharoitining markazdan qochma yukini qo‘shgan.

Mesh mustaqilligi va devor aniqligi

O‘rta va nozik mesh o‘rtasidagi farqlar %1 dan ancha past bo‘lgani sababli nozik mesh keyingi barcha CFD hisoblarida ishlatilgan. O‘rtacha \(y^+\) qiymatlari havo boshlanishida 0,42, suv boshlanishida 0,76 va suv kirishida 0,95. Maksimal qiymatlar mos ravishda 1,35, 1,82 va 2,37; parrak sirtining %95 dan ko‘prog‘ida \(y^+<1\) aniqlangan. Ushbu qiymatlar SST \(k-\omega\) modelida yopishqoq ostki qatlamni bevosita yechishga qaratilgan nozik devor mesh yondashuviga mos keladi.

Strukturaviy model va yuk uzatilishi

CFD bosim maydonlari chekli element modelidagi tegishli parrak sirtlariga uzatilgan. Gupchak–val interfeysi mahkam tayanch deb qabul qilingan. Strukturaviy samaradorlik ikki asosiy kattalik bilan baholangan: maksimal von Mises ekvivalent kuchlanishi va maksimal umumiy deformatsiya. Von Mises kuchlanishi mahalliy oqish xavfi va kuchlanish kontsentratsiyasiga sezgir bo‘lsa, umumiy deformatsiya butun propellerning global siljishini ifodalaydi.

Nega Suv Kirishi Eng Kritik Strukturaviy Sharoit Bo‘ldi?

Suv kirishi eng kritik holatdir, chunki 1000 kg/m³ zichlikdagi suvga 5 m/s o‘q bo‘ylab kirish qo‘shilishi parrak sirtida, ayniqsa ildiz o‘tish qismi yaqinida kuchliroq va notekisroq bosim gradientlarini hosil qilgan; ushbu CFD yuklari markazdan qochma ta’sir bilan birga FEA modeliga uzatilganda maksimal von Mises kuchlanishi 129,8 MPa ga va maksimal deformatsiya 5,378 mm ga yetgan. Havoda aylanish tezligi yuqoriroq bo‘lsa-da, havo zichligi ancha past bo‘lgani sababli strukturaviy yuk kichikroq bo‘lib qolgan.

Asosiy modelning strukturaviy javobi

Manbaning o‘z raqamlari suv kirishi ham eng yuqori kuchlanishni, ham eng yuqori umumiy deformatsiyani hosil qilganini ko‘rsatadi. Shunga qaramay, natijalar matnidagi bir jumlada suv boshlanishi deformatsiyasi suv kirishidan kattaroq ekani yozilgan; bu ifoda jadvallardagi qiymatlarga mos kelmaydi.

Nega Parrak Ildizi Kuchlanish Kontsentratsiyasining Markazi Bo‘ldi?

Parrak ildizi–gupchak o‘tish qismi parrak sirtiga taqsimlangan gidrodinamik va aerodinamik kuchlar gupchak va valga uzatilishi kerak bo‘lgan asosiy yuk yo‘lidir; shu hududda kesim va egrilik geometriyasi ham o‘zgaradi, shuning uchun yuk uzatilishi bilan geometrik uzilish birlashib mahalliy von Mises kuchlanishini oshiradi. Shu sababli uchala sharoitda ham eng yuqori kuchlanish parrak uchida yoki o‘rta span qismida emas, ildiz o‘tishida yuzaga kelgan.

Nega butun parrak o‘rniga ildiz hududi optimallashtirildi?

Manbaning kuchlanish konturlari zaif hudud mahalliy ekanini ko‘rsatadi. Butun parrak profilini o‘zgartirish aerodinamik yoki gidrodinamik samaradorlikni, massani, aylanish inertsiya momentini va quvvat sarfini keraksiz ravishda o‘zgartirishi mumkin edi. Shu sababli tadqiqotchilar yuk ko‘taruvchi kesim va geometrik uzluksizlikni to‘g‘ridan-to‘g‘ri yaxshilaydigan mahalliy yondashuvni tanlagan.

Birinchi mahalliy o‘zgarish: 2 mm fillet

Parrak ildizi–gupchak birikmasidagi keskin geometrik o‘tishga 2 mm radiusli fillet qo‘shilgan. Fillet yukning tor geometrik sinish nuqtasida to‘planishi o‘rniga silliqroq egrilik bo‘ylab uzatilishini ko‘zlaydi. Manba bu o‘zgarish har ikki suv sharoitida ham eng yuqori kuchlanishni kamaytirganini bildiradi.

Parametrik optimallashtirish

Filletdan so‘ng uchta o‘zgaruvchi guruhi o‘rganilgan: NACA0012, NACA2412 va NACA0020 profillari; −2°, 0° va +2° o‘rnatish burchaklari; shuningdek turli Taper Chord va Scale Chord kombinatsiyalari bilan ildizni mustahkamlash. Barcha taqqoslashlar kritik suv kirishi sharoitida bajarilgan.

Ushbu jadval qalinroq profil yoki kattaroq parrak burchagi avtomatik ravishda pastroq kuchlanish bermasligini ko‘rsatadi. Profil va burchak o‘zgarishi sirt bosimi hamda yuk taqsimotini ham o‘zgartirgani sababli strukturaviy foydani faqat kesim qalinligi bilan izohlab bo‘lmaydi. Eng past cho‘qqi kuchlanishi ildizning yuk ko‘taruvchi maydonini me’yorida kattalashtiradigan Taper 0,90 / Scale 1,05 kombinatsiyasida olingan.

Yakuniy optimallashtirilgan geometriya

Oldin va keyin taqqoslash

Suv kirishida maksimal von Mises kuchlanishining kamayishi taxminan %32,97, umumiy deformatsiyaning kamayishi esa taxminan %31,77. Havo boshlanishida o‘zgarish mutlaq jihatdan kichik, chunki dastlabki kuchlanish va deformatsiya qiymatlari allaqachon past.

Suv boshlanishi deformatsiya foizidagi manba muammosi

Maqolaning optimallashtirish matnida suv boshlanishi deformatsiyasi %78,23 kamaygani bildiriladi. Ammo 7-jadvaldagi 1,330 mm va 0,611 mm qiymatlaridan foydalanilganda arifmetik kamayish taxminan %54,06 bo‘ladi. 5-jadvaldagi 1,133 mm asosiy qiymat ishlatilsa, kamayish taxminan %46,07 bo‘ladi. Demak, %78,23 qiymati manbadagi ikki ehtimoliy asosiy qiymatning hech biri bilan mos kelmaydi va ishonchli natija sifatida takrorlanmasligi kerak.

8-rasmdagi vizual nomuvofiqlik

Manbaning 8-rasm sarlavhasi asosiy va optimallashtirilgan modellarning umumiy deformatsiya konturlarini uchta sharoit uchun taqqoslashini bildiradi. Havo boshlanishi va suv boshlanishi panellari haqiqatan ham umumiy deformatsiya sifatida belgilangan. Biroq suv kirishini ko‘rsatuvchi (e) va (f) quyi panellarining o‘z legendalarida “Equivalent (von-Mises) Stress” va Pa birligi ko‘rinadi. Shu sababli bu ikki panel rasm sarlavhasiga mos deformatsiya konturlari emas. Suv kirishiga oid 5,378 mm va 3,669 mm deformatsiya qiymatlari 7-jadval va matndan olinishi kerak.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan xulosalar

Manba alohida havo va suv ish sharoitlarida strukturaviy yuklarni faqat aylanish tezligiga ko‘ra tartiblash mumkin emasligini qo‘llab-quvvatlaydi. Suyuqlik zichligi va o‘q bo‘ylab kirish bosim maydonini hamda natijada parrakdagi yuk uzatilishini sezilarli darajada o‘zgartiradi. Ko‘rib chiqilgan uch holatda eng kritik yuk yo‘li parrak ildizidan gupchakka yo‘nalgan va mahalliy ildiz optimallashtirilishi suv muhitidagi cho‘qqi kuchlanishni sezilarli darajada kamaytirgan.

Manba, shuningdek, tezkor BEMT saralashi, batafsil CFD bosim chiqarishi va FEA asosidagi kritik hududni aniqlash erta loyihalash bosqichidagi kross-muhit propellerlari uchun hisoblash xarajati bilan fizik tafsilot o‘rtasida amaliy muhandislik muvozanatini ta’minlashi mumkinligini ko‘rsatadi.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlamaydigan xulosalar

Tadqiqot optimallashtirilgan propeller jismoniy prototipda xuddi shu kuchlanish va deformatsiya qiymatlarini hosil qilishini eksperimental tarzda ko‘rsatmagan. Havo–suv interfeysidan o‘tishda yuzaga kelishi mumkin bo‘lgan erkin sirt, ko‘p fazali oqim, zarba yuki, kavitatsiya, o‘tkinchi bosim zarbalari yoki gidroelastik qayta aloqa yechilmagan. Bir yo‘nalishli bog‘lanish strukturaviy deformatsiya oqim maydonini o‘zgartirishi mumkin bo‘lgan holatlarni hisobga olmaydi.

Tadqiqot charchash muddati, tebranish, rezonans, ishlab chiqarish nuqsonlari va tolerantliklari, haqiqiy material tarqoqligi yoki uzoq muddatli ekspluatatsion ishonchlilik uchun ham eksperimental tasdiq bermaydi. Shu sababli 87 MPa lik optimallashtirilgan maksimal kuchlanish faqat belgilangan statsionar sonli sharoitlarda olingan FEA natijasidir.

Qayta ishlab chiqish nuqtai nazaridan yetishmaydigan ma’lumotlar

Manba ishlatilgan CFD va FEA dasturiy paketining tijoriy yoki ochiq manbali nomini bildirmaydi; bosim–tezlik bog‘lanish algoritmi, diskretlashtirish tartibi, residual konvergentsiya chegaralari va strukturaviy yechuvchi tafsilotlari kabi ayrim sonli amalga oshirish ma’lumotlarini ham aniq bermaydi. BEMT baholashida ishlatilgan yulduzchali normallashtirilgan \(\eta^*\), \(C_T^*\) va \(C_P^*\) ko‘rsatkichlarining to‘liq normallashtirish formulalari ham ko‘rsatilmagan. Ushbu kamchiliklar berilgan natijalarni tushunishga xalaqit bermaydi, biroq mustaqil tadqiqotchining ishni aynan qayta ishlab chiqishini cheklaydi.

Manba va Usul Haqida Izoh

Asl tadqiqot: Structural Analysis and Optimization of a Propeller Under Separate Air and Water Operating Conditions Using One-Way Fluid–Structure Coupling.

Mualliflar: Tiezhuang Zhou; Zhihang Wang; Minghao Zhao; Guobin Zhang.

Mas’ul mualliflar: Tiezhuang Zhou va Guobin Zhang.

Muassasalar: Salt Lake Chemical Engineering Research Complex, School of Chemical Engineering, Qinghai University, Xining, China; rasmiy MDPI qaydida ikkinchi muassasa Inner Mongolia Power Group Alxa Power Supply Company, Alxa, China sifatida ko‘rsatilgan. PDF matn qatlamidagi ikkinchi muassasa satrida “HohhotInner Mongolia...” ko‘rinishida birlashtirilgan yozuv mavjud.

Jurnal va nashr identifikatori: Fluids, 2026, Jild 11, Son 9, Maqola 225. Nashriyot: MDPI. DOI: 10.3390/fluids11090225.

Nashr jarayoni: Maqola 9 iyul 2026 da qabul qilingan, 13 avgust 2026 da qayta ko‘rib chiqilgan, o‘sha kuni qabul qilingan va 7 sentyabr 2026 da nashr etilgan.

Manba turi: Taqrizdan o‘tgan, ochiq kirishli sonli muhandislik tadqiqot maqolasi. Tadqiqot jismoniy prototip tajribasi emas.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Asosiy usul: Ikki bosqichli BEMT geometriya saralashi; SST k-ω turbulentlik modeli bilan uch o‘lchamli CFD; CFD sirt bosimi va markazdan qochma yukni chekli element modeliga uzatish; bir yo‘nalishli suyuqlik–tuzilma bog‘lanishi; maksimal von Mises kuchlanishi va umumiy deformatsiya bo‘yicha strukturaviy optimallashtirish.

Moliyalashtirish: Project of the Joint Research Institute for Clean Energy Technology Innovation and Achievement Transformation, Qinghai University, No. LHYJY-04-05.

Etika qo‘mitasi / xabardor qilingan rozilik: Qo‘llanilmaydi.

Ma’lumotlar mavjudligi: Mualliflar tadqiqot xulosalarini qo‘llab-quvvatlovchi ma’lumotlar maqola ichida ekanini bildirgan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Guobin Zhang, Inner Mongolia Power Group Alxa Power Supply Company xodimi. Boshqa mualliflar tadqiqotni potensial tijoriy yoki moliyaviy manfaatlar to‘qnashuvini yuzaga keltirishi mumkin bo‘lgan munosabatlarsiz olib borganliklarini bildirgan.

Muallif hissalari: Konseptuallashtirish Tiezhuang Zhou va Guobin Zhang; usul Tiezhuang Zhou va Zhihang Wang; dasturiy ta’minot Zhihang Wang; tasdiqlash Minghao Zhao va Guobin Zhang; formal tahlil va tadqiqot Tiezhuang Zhou; resurslar va nazorat Guobin Zhang; ma’lumotlarni boshqarish va vizuallashtirish Zhihang Wang; dastlabki qoralama Tiezhuang Zhou; ko‘rib chiqish va tahrirlash Zhihang Wang, Minghao Zhao va Guobin Zhang; loyiha boshqaruvi Tiezhuang Zhou; moliyalashtirishni jalb qilish Guobin Zhang tomonidan amalga oshirilgan.

Manbadagi aniqlik va izchillik qaydlari

Birinchidan, suv boshlanishidagi asosiy umumiy deformatsiya 5-jadvalda 1,133 mm, 7-jadvalda 1,330 mm deb berilgan. 8(c)-rasmda taxminan 1,3312 mm ko‘ringani sababli 7-jadval bilan rasm o‘zaro izchilroq, biroq Verianla bu farqni manba nomidan yashirincha tuzatmaydi.

Ikkinchidan, natijalar matnidagi “suv boshlanishi suv kirishidan kattaroq maksimal deformatsiya hosil qilgan” jumlasi xuddi shu manbadagi 1,133/1,330 mm va 5,378 mm qiymatlariga zid.

Uchinchidan, suv boshlanishidagi deformatsiya kamayishi manba matnida %78,23 deb berilgan, biroq nashr etilgan jadval qiymatlari bilan ushbu foiz qayta hosil qilinmaydi.

To‘rtinchidan, 8-rasm umumiy deformatsiya rasmi sifatida belgilangan bo‘lsa-da, suv kirishi uchun (e) va (f) panellarida von Mises kuchlanishi va Pa birligi ko‘rinadi.

Beshinchidan, BEMT matnida burchak tezligi uchun asosan \(\Omega\) belgisi ishlatilgan bo‘lsa, Tenglama (8) xuddi shu kattalikni \(\omega\) bilan belgilaydi. Manbada bu ikki belgi alohida tenglashtirilmagan.

Asosiy metodologik cheklovlar

Bir yo‘nalishli bog‘lanish strukturaviy deformatsiyaning CFD maydoniga qayta ta’sirini e’tiborsiz qoldiradi. Bosimni CFD meshidan strukturaviy meshga uzatish interpolatsiya xatosini keltirib chiqarishi mumkin. Hisoblar statsionar sharoitlarga asoslanganligi sababli o‘tkinchi gidroelastik ta’sirlar va havo–suv chegarasining haqiqiy o‘tish dinamikasi yechilmaydi. Jismoniy eksperimental tasdiq amalga oshirilmagan, charchash va ishlab chiqarish tolerantliklari baholanmagan.

Mualliflarning o‘z xulosa bo‘limida ham keyingi tadqiqotlar uchun eksperimental tasdiq, o‘tkinchi yoki ikki yo‘nalishli suyuqlik–tuzilma o‘zaro ta’siri, charchash tahlili va strukturaviy xavfsizlik bilan tortish samaradorligini bir vaqtda optimallashtiruvchi usullar tavsiya etilgan. Shu sababli tadqiqotning eng to‘g‘ri ilmiy o‘rni yakuniy mahsulot tasdig‘idan ko‘ra erta dizayn saralashi va mahalliy strukturaviy optimallashtirish uchun ishlab chiqilgan sonli muhandislik ish jarayonidir.