ارائه مدل اجزا مرزی برای محاسبه بارهای ناپایای وارد بر کاویتاتور در جریان سوپرکاویتی با استفاده از روش پتانسیل اغتشاشی

در سرعت های بالا، در لبه های تیز جسم مغروق و یا در موقعیت هایی که فشار به کمتر از فشار بخار سیال برسد حباب-های کاویتاسیون تشکیل میشود. با قرار دادن کاویتاتور مناسب در دماغه جسم با افزایش سرعت حباب های کاویتاسیون به هم پیوسته و کل جسم داخل کاویتی قرار میگیرد. تشکیل شدن سوپرکاویتی منجر به کاهش چشمگیر نیروی پسای وسیله میشود. وسیله مغروق در دو نقطه با سیال در تماس است، کاویتاتور و فین ها و با توجه به قرار گرفتن کاویتاتور در دماغه جسم، نیروهای وارد بر آن نقش مهمی در پایداری و کنترل وسیله دارد. در این پژوهش روشی سریع برای محاسبه بارهای هیدرودینامیکی ناپایای وارد بر دیسک در جریان سوپرکاویتی متقارن دو بعدی ارائه شده است. برای محاسبه بارهای هیدرودینامیکی ناپایا از فرض سیال پتانسیل و از روش اجزا مرزی استفاده شده است. برای اینکار ابتدا سوپرکاویتی پایا با استفاده از الگوریتم تکراری تمام غیرخطی محاسبه شده است. در ادامه با این فرض که دامنه نوسانات دیسک به اندازه کافی کوچک و فرکانس نوسانات آن به اندازه کافی بالاست که تغییرات طول و شکل سوپرکاویتی بسیار اندک خواهد بود، حل ناپایا با اعمال اغتشاشات سرعت روی حل سوپرکاویتی پایا انجام شده است. نتایج حاصل از الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با نتایج نیمه تجربی و حل دینامیک سیال محاسباتی صحت سنجی شده است.