مدلسازی کاویتاسیون جزئی بر روی هیدروفویل سه بعدی با استفاده از تئوری المان مرزی

جهت شبیه سازی جریان بدون کاویتاسیون و همراه با کاویتاسیون به روش المان مرزی الگوریتمی با طول متغیر توسعه داده شده است. به همین جهت با توزیع دوگان و چشمه با قدرت ثابت بر روی مرزهای محاسباتی و استفاده از تئوری گرین و نیز اعمال شرایط مرزی مناسب بر روی مرزهای جسم از قبیل سطح خیس جسم و سطحی که تحت تاثیر کاویتی می باشد، جریان همراه با کاویتاسیون شبیه سازی میشود. در این پژوهش از روش غیر خطی پاره ای استفاده شده است که با فرض کم بودن ارتفاع کاویتی، تمام شرایط مرزی بر روی سطح جسم اعمال میشود و پارامتر ضریب فشار و تغییرات طول و ارتفاع کاویتی در طیف گوناگونی از عدد کاویتاسیون و زاویه حمله بال ارائه شده است. با توجه به اینکه در تمامی قسمت های این پژوهش از هیدرفویل ناکا 16006 استفاده شده است به همین خاطر با تقریب قابل قبولی مکان جدایش کاویتی، در لبه حمله بال در نظر گرفته شده و مدل بسته شدن کاویتی از نوع ساده میباشد. به منظور اعتبار سنجی نتایج روش حاضر از نتایج شبیه سازی با نرم افزار فلوئنت و نتایج آزمایشگاهی استفاده شده است. میزان طول دنباله و تعداد المان در راستای محور و دهانه بال جهت اطمینان از جواب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که در نزدیکی لبه بال بیشترین مقدار ضریب فشار بر روی بال کمتر از مرکز دهانه بال میباشد که ناشی از اثرات لبه بال میباشد که به ظبع آن طول کاویتی تشکل شده در ناحیه نزدیک لبه بال دارای طول کمتری نسبت به ناحیه مرکزی دهانه بال دارا میباشد و همچنین مقایسه نتایج این پژوهش با نتایج آزمایشگاهی نشان میدهد که روش المان مرزی، توانایی شبیه سازی جریان بدون کاویتاسیون با سرعت بسیار بالای همگرایی و دقت بسیار مطلوب را دارا است.

Keywords:

بال , روش المان مرزی , جریان بدون کاویتاسیون , جریان با کاویتاسیون جزئی , پارامترهای هندسی