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، شبیه سازی جریان کاویتاسیون جزئی و گسترده حول هندسه-های متقارن محوری با استفاده از روش المان مرزی بر پایه پتانسیل و به کارگیری مدل «جت بازگشتی» برای منطقه انتهای کاویتی است. مدل جت بازگشتی از جمله مدل-های بستن انتهای حفره است که تطابق نسبتا مناسبی با فیزیک جریان ناپایای کاویتاسیون دارد. به منظور شبیه سازی جریان کاویتاسیون، سطوح جسم و حفره توسط المان هایی تقریب زده می شوند. سپس با استفاده از بیان انتگرالی تئوری گرین، حلقه های چشمه روی سطح حفره و حلقه های دوگان روی سطوح حفره و جسم توزیع می شوند. طول حفره و جت بازگشتی، مقداری ثابت و به عنوان ورودی مساله است و هندسه حفره و عدد کاویتاسیون از جمله نتایج این شبیه سازی می باشد. در این تحلیل، توزیع ضریب فشار در کاویتاسیون جزئی و ضریب پسا در کاویتاسیون گسترده نیز پیش بینی می شود. 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 شبیه-سازی کاویتاسیون بدون استفاده از مدل جت بازگشتی – را اصلاح می نماید. هم چنین استفاده از مدل جت بازگشتی در روش المان مرزی در کاویتاسیون گسترده، منجر به پیش بینی مناسب هندسه حفره و نیز ضریب پسا می شود. از مهم ترین مزیت های این روش، سرعت بالای همگرایی و دقت نسبتا مطلوب می باشد.