تحلیل عددی اثر کشش سطحی در فروریزش حباب کاویتاسیون

  • سال انتشار: 1388
  • محل انتشار: دوازدهمین کنفرانس دینامیک شاره ها
  • کد COI اختصاصی: CFD12_134
  • زبان مقاله: فارسی
  • تعداد مشاهده: 1820
دانلود فایل این مقاله

نویسندگان

احسان سمیعی

دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

مهرزاد شمس

دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

میراعلم مهدی

دانشجوی دکتری مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

رضا ابراهیمی

دانشیار دانشکده هوافضا دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

زمانی که حباب کاویتاسیون در نزدیکی جسم صلب فروریزش کند، قسمتی از سطح حباب که دورتر از جسم قرار دارد سرعت بیشتری پیدا کرده و موجب تشکیل میکروجت می شود. با تشکیل میکروجت، سیال با سرعت بالا، حباب را شکافته و به سطح جسم برخورد می کند. اغلب تحقیقات صورت گرفته در این زمینه، نشان می دهند که تشکیل این پدیده عامل اصلی فرسایش اجسام می باشد. پارامترهای زیادی در مقدار سرعت میکروجت تشکیل شده مؤثر هستند که می توان به فاصله حباب تا سطح جسم، فشار سیال، اندازه اولیه حباب، میزان گاز درون حباب و تراکم پذیری مایع اشاره کرد. در بیشتر بررسی های عددی صورت گرفته در این زمینه) که اغلب با استفاده از روش المان مرزی می باشد( اثر کشش سطحی را تنها در مرحله رشد حباب مؤثر می دانند و در مدل سازی های صورت گرفته برای فروریزش حباب، از این پارامتر صرفنظر شده است. در این تحقیق با لحاظ کردن اثر کشش سطحی، فروریزش نامتقارن حباب کاویتاسیون در جریان دو فاز مایع – گاز به صورت عددی شبیه سازی شده است. آب به عنوان فاز مایع و هوا به صورت گاز ایده آل به عنوان فاز گاز در نظر گرفته شده و جریان به صورت متقارن محوری، ناپایا و آرام مدل سازی شده است. اثر لزجت نیز در نظر گرفته شده و از اثر انتقال جرم صرفنظر شده است. برای حل جریان دوفاز و تعقیب فصل مشترک از روش VOF استفاده شده است. تطابق خوبی بین نتایج عددی و آزمایشگاهی حاصل شده است. جریان در دو حالت، با در نظر گرفتن کشش سطحی و بدون احتساب آن مدل شده است. نتایج نشان می دهد که نیروی کشش سطحی اثر نسبتا کمی بر شکل جت و سرعت آن دارد. حضور کشش سطحی باعث افزایش سرعت ماکزیمم جت تشکیل شده می شود.

کلیدواژه ها

فروریزش نامتقارن حباب کاویتاسیون، میکروجت، کشش سطحی، روش VOF

مقالات مرتبط جدید

اطلاعات بیشتر در مورد COI

COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.

کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.