ارائه مدل عددی بی بعد در تحلیل نویز آکوستیکی پدیده سوپر کاویتاسیون با استفاده از روش اغتشاشات

Abstract

کاویتاسیون تغییر فاز سیال مایع به بخار به علت کاهش فشار محلی در اثر سرعت موضعی بالا می باشد. در اثر کاویتاسیون حباب¬هایی در نقاط کم¬فشار ایجاد می شوند. انتقال این حباب¬ها توسط جریان سیال به نقاط پر فشار باعث فروپاشی حباب¬ها می¬گردد که این امر در نهایت باعث ایجاد نویز می شود. دستیابی به مدل مناسب در شبیه¬سازی امواج صوتی ناشی از کاویتاسیون بمنظور شناسایی و کنترل این پدیده اهمیت بسیاری دارد. از آنجاکه صوت آکوستیکی بخشی از دینامیک جریان می باشد، معادلات بقاء¬جرم، مومنتوم و انرژی به عنوان معادلات پایه در تحلیل رفتار آکوستیکی پدیده کاویتاسیون و سوپرکاویتاسیون شناخته می¬شوند. در این تحقیق بمنظور مدلسازی جریان کاویتاسیون بهمراه نویز آکوستیکی، ابتدا با استفاده از آنالیز ابعادی، معادلات حاکم به فرم بی¬بعد تبدیل می شوند. ترم آکوستیکی بعنوان ترمی در مرتبه پایین¬تر نسبت به دینامیک جریان سیال لحاظ می¬گردد، سپس با استفاده از روش اغتشاشات، دسته های متعددی از معادلات با مرتبه¬های مختلف بدست آورده می¬شوند. نتایج نشان می¬دهند که بمنظور دستیابی به نوسانات فشار ناشی از نویز آکوستیکی کاویتاسیون، می باید معادلات جریان سیال را برای سیال تراکم¬پذیر حل نمود. همچنین معادلات آکوستیکی در مرتبه دوم معادلات حاصله قرار داشته که با معادلات دینامیک جریان کوپل می¬باشند.