امیر حسین نیک سرشت - استادیار دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا و عضو پژوهشکده سامانه های در
محسن برادران فرد - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شیراز

جریانهای کاویتاسیونی که در بسیاری از پدیدههای صنعتی رخ میدهند را میتوان با روشهای گوناگونی مدلسازی کرد . یکی از استراتژی های مرسوم، کاربرد معادلات ناویراستوکس (RANS) بهمراه یک معادله انتقالی اضافی برای کسر حجمی مایع در مدلسازی کاویتاسیون میباشد که نرخ انتقال جرم ناشی از کاویتاسیون با یک مدل انتقال جرم شبیهسازی میشود. در این مقاله به تحلیل و مقایسه سه مدل انتقال جرم رایج برای شبیه سازی کاویتاسیون در حالت توربولانس، بر روی یک هیدروفویل پرداخته میشود. برای این امر از هیدروفویل متقارن NACA009 با زاویه حمله 2/5 درجه در محدوده کاویتاسیون لایهای استفاده شده است. در شبیهسازیهای صورت گرفته، فرم سادهشده معادله رایلی-پلست برای دینامیک حباب بکار رفته است. از روش حجم محدود برای گسستهسازی معادلات ناویراستوکس استفاده شده است . همچنین برای پیاده سازی جریان توربولانسی، مدل (فرمول در متن اصلی مقاله) مورد استفاده قرار گرفته است. سه مدل انتقال جرم بکار رفته توسط سه نرمافزار متفاوت پیاده سازی و تحلیل شدهاند. در نهایت، مشخصههای اساسی جریان کاویتاسیون بر روی هیدروفویل از قبیل ضریب نیروی مقاوم، ضریب فشار و ضریب نیروی برآ با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده اند و بر روی دقت هر روش بحث شده است.

کاویتاسیون، مدل انتقال جرم، جریان توربولانسی، هیدروفویل