استفاده از مدل جت بازگشتی در انتهای حفره در شبیه سازی جریان همراه با کاویتاسیون حول هندسه های متقارن محوری به روش المان مرزی

موضوع اصلی این مقاله، شبیه­سازی جریان کاویتاسیون جزئی و گسترده حول هندسه­های متقارن محوری با استفاده از روش المان مرزی بر پایه پتانسیل و به­کارگیری مدل «جت بازگشتی» برای منطقه انتهای کاویتی است. مدل جت بازگشتی از جمله مدل­های بستن انتهای حفره است که تطابق نسبتا مناسبی با فیزیک جریان ناپایای­ کاویتاسیون دارد. به منظور شبیه­سازی جریان کاویتاسیون، سطوح جسم و حفره توسط المان­هایی تقریب زده می­شوند. سپس با استفاده از بیان انتگرالی تئوری گرین، حلقه ­های چشمه روی سطح حفره و حلقه ­­های دوگان روی سطوح حفره و جسم توزیع می­شوند. طول حفره و جت بازگشتی، مقداری ثابت و به­عنوان ورودی مساله است و هندسه حفره و عدد کاویتاسیون از جمله نتایج این شبیه­سازی می­باشد. در این تحلیل، توزیع ضریب فشار در کاویتاسیون جزئی و ضریب پسا در کاویتاسیون گسترده نیز پیش­بینی می­شود. مقایسه نتایج حاصل با نتایج تجربی و عددی دیگر، بیانگر این است که استفاده از مدل جت بازگشتی، پرش نامتعارف ضریب فشار در انتهای حفره جزئی – حاصل از شبیه­سازی کاویتاسیون بدون استفاده از مدل جت بازگشتی – را اصلاح می­نماید. هم­چنین استفاده از مدل جت بازگشتی در روش المان مرزی در کاویتاسیون گسترده، منجر به پیش­بینی مناسب هندسه حفره و نیز ضریب پسا می­شود. از مهم­ترین مزیت­های این روش، سرعت بالای همگرایی و دقت نسبتا مطلوب می­باشد.

کلیدواژه ها:

کاویتاسیون گسترده ، کاویتاسیون جزئی ، المان مرزی ، جت بازگشتی ، متقارن محوری