مدل سازی جریان ابرکاواک اطراف روندههای زیرسطحی

ابرکاواک زمانی رخ می دهد که یک رونده زیرسطحی توسط یک حفره بزرگ و پیوسته احاطه شود. با توجه به کاهش پسای چشمگیر روندههای زیرسطحی که در طرز ابرکاواک حرکت می نمایند (نسبت به روندههایی که در طرز کاملا مرطوب حرکت می کنند)، بررسی جریانهای ابرکاواک همواره از زمینههای مورد علاقه محققان بوده است. در این تحقیق، ابتدا شبیه سازی عددی جریان ابرکاواک طبیعی و مصنوعی به صورت متقارن محوری اطراف یک رونده زیرسطحی انجام شده است. ابعاد حفره ایجاد شده در هر دو حالت به دست آمده و با یکدیگر مقایسه شده اند. در مرحله بعدی، جریان ابرکاواک ناشی از تزریق گاز به صورت سهبعدی طراحی شده است. روابط میان شکل حفره، عدد کاویتاسیون و نرخ تزریق برای کاواک زاهای با اندازه های مختلف به دست آمده است. در پایان، جریان ابرکاواک فقط در حالت طبیعی و بدون تزریق گاز برای بررسی اثر زاویه نصب روی شکل سوپرحفره شبیهسازی شده است. در تحقیق حاضر، از روش مخلوط چندفازی استفاده شده و معادله رایلی- پلست جهت انتقال جرم در یک ساختار چندفازی به کار گرفته شده است. نتایج نشان دهنده ابعاد معادل برای حفرههای ناشی از ابرکاواک طبیعی و ناشی از تزریق گاز است.