شبیه سازی عددی جریان کاویتاسیونی حول هیدروفویل دلخواه با استفاده از مدل باروتروپیک

در تحقیق حاضر، مدل سازی پدیده کاویتاسیون از طریق حل عددی معادلات اویلر به همراه معادله حالت باروتروپیک انجام شده است. در این مدل سیال به صورت مخلوطی تک فاز با چگالی متغیر در نظر گرفته می شود که چگالی آن مطابق با یک معادله حالت باروتروپیک و بر اساس فشار به دست می آید. با توجه به اینکه جریان کاویتاسیونی، به استثناء ناحیه بین دو فاز جریانی تراکم ناپذیر می باشد، اختلاف زیاد مقادیر ویژه دستگاه معادلات را موجب می شود. در تحلیل حاضر، به منظور همسان سازی مقادیر ویژه دستگاه معادلات و افزایش کارآیی روش، از استراتژی پیش شرطی بهره گرفته شده است. دستگاه معادلات با استفاده از یک الگوریتم حجم محدود از نوع مرکزیت سلول حل می شود. ماهیت تفاضل مرکزی الگوریتم مورد استفاده در تخمین شارها باعث بروز نوسانات در میدان حل و در نتیجه ناپایداری عددی می شود. جهت حذف این نوسانات، از عبارت میرایی عددی مناسب استفاده شده و با در نظر گرفتن حسگرهای مختلف نظیر حسگر چگالی و فشار، میدان حل پایدار شده است. برای نشان دادن صحت و دقت الگوریتم حاضر، نتایج حل جریان کاویتاسیونی حول هیدروفویل های NACA 0012 و (NACA 66(mod به ازاء اعداد کاویتاسیونی و زوایای حمله مختلف ارائه شده و با نتایج قابل دسترس تجربی و عددی مقایسه و ارزیابی شده است. همچنین قابلیت روش حاضر در تحلیل انواع جریان کاویتاسیونی شامل کاویتاسیون ورقه ای و سوپر کاویتاسیون نشان داده شده است.

کلیدواژه ها:

جریان کاویتاسیونی ، مدل باروتروپیک ، روش پیش شرطی ، هیدروفویل ، سوپر کاویتاسیون