حل عددی پدیده‌ی کاویتاسیون روی هندسه‌های متقارن محوری با استفاده از روش نسبت حجمی سیال (V‌O‌F)

Abstract

در این تحقیق، پدیده‌ی کاویتاسیون روی هندسه‌های متقارن محوری کاویتاتورها و بدنه‌ی پرتابه‌ها با استفاده از روش نسبت حجمی سیال )V‌O‌F( با الگوریتم یانگز و روش جریان تعادلی همگن به‌صورت عددی مدل‌سازی شده است. کاربرد اصلی روش نسبت حجمی سیال در تحلیل جریان‌های مایع با سطح آزاد است. در این تحقیق قابلیت حل جریان گاز به الگوریتم V‌O‌F افزوده شد و سپس با اعمال مدل‌های تحلیلی ـعددی انتقال جرم کاویتاسیون در معادله‌ی انتقال سطح آزاد، پدیده‌ی کاویتاسیون شبیه‌سازی شد. نتایج حاصله نشان می‌دهد که الگوریتم عددی مورد استفاده، پارامترهای هندسیِ کاویتاسیون توسعه یافته ــٓمانند ابعاد، نحوه‌ی بسته شدنٓــ و پارامترهای جریانی آن ــٓمانند ضریب پسا، ضریب فشار، سرعت روی مرز کاویتی و رفتار جت بازگشتیٓــ را با دقت بالایی مدل‌سازی می‌کند. همچنین ماهیت غیردائمی الگوریتم عددی حاضر امکان مدل‌سازی مشخصه‌های رژیم کاویتاسیون ابری، مانند جدایش ساختارهای بخار از ناحیه‌ی کاویتی، را نیز فراهم می‌کند.