شبیه سازی جریان برروی پرتابه های متقارن محوری با کاویتاتور دیسکی و نوک سوراخدار به کمک روش های المان مرزی و حجم محدود

در این مقاله جریان همراه با کاویتاسیون برروی پرتابه های متقارن محوری با کاویتاتور سوراخدار و بدون سوراخ با استفاده از روش های حجم کنترل و المان مرزی شبیه سازی شده است. در روش عددی از رویکرد جریان تعادلی همگن استفاده شد، همچنین از مدل زوارت برای تکمیل دستگاه معادلات و مدلسازی انتقال جرم بهره گرفته شده است. در روش المان مرزی با توزیع دوگان روی سطح جسم و کاویتی و توزیع چشمه روی سطح کاویتی شرایط برای استفاده از تئوری گرین در حل جریان های پتانسیل فراهم گشت، همچنین جهت اضافه کردن اثرات سوراخ تعدادی چشمه برروی سطح کاویتاتور قرار داده شد. اعتبارسنجی نتایج برای هر دو روش به وسیله روابط تحلیلی و داده های آزمایشگاهی صورت پذیرفته است. به طور کلی نتایج این کار تحقیقاتی در دو بخش ارائه می گردد. در قسمت اول خواص هیدرودینامیک کاویتاتور سوراخدار همچون ابعاد کاویتی، نیروی های هیدرودینامیکی، رفتار جریان و... با استفاده روش های مبتنی بر حل معادلات ناویر استوکس مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. سپس در بخش بعد از روش المان مرزی برای تحلیل جریان کاویتاسیونی همراه با کاویتاتور سوراخدار برروی هندسه های کاربردی در ابعاد واقعی استفاده می شود. از مهمترین نتایج این پژوهش می توان به کاهش ابعاد کاویتی و همچنین افزایش نیروی وارد بر پرتابه در حین استفاده از کاویتاتور سوراخدار اشاره کرد. همچنین روابطی نیز برای حداکثر طول و قطر کاویتی تشکیل شده برروی هندسه استوانه سرتخت نسبت به عدد کاویتاسیون و قطر سوراخ ارائه شده است.