شبیه سازی کاویتاسیون ابری و محاسبه موج فشاری حاصل از آن

پایان نامه
  • وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مکانیک
  • نویسنده پویا رحمانی
  • استاد راهنما مهرزاد شمس رضا ابراهیمی
  • تعداد صفحات: ۱۵ صفحه ی اول
  • سال انتشار 1388
چکیده

بدلیل ایجاد نویز و فرسایش در اثر برخورد موج ضربه ای ناشی از فروریزش کاویتاسیون ابری، بررسی این پدیده از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پروژه ابتدا با استفاده از نرم افزار cfx و با حل معادلات ناویر- استوکس با رویکرد مخلوط همگن جریان چند فازی برای سیال و استفاده از معادله رایلی – پلاست برای تخمین رفتار حباب، شبیه سازی کاویتاسیون ابری بر روی هیدروفویل دوبعدی با استفاده از مدل های آشفتگی شبیه سازی گردابه جدا ، و صورت گرفته است. در حالت پایا، تغییر مدل آشفتگی تأثیری بر روی نمودار ضریب فشار و شکل حفره کاویتاسیون ندارد. توزیع فشار به دست آمده در این حالت مطابقت خوبی با نتایج تجربی دارد. در حالت ناپایا، به علت نوسانی بودن فیزیک مسأله، انتظار می رود که نمودار ضریب برا برحسب زمان نیز نوسانی باشد که مدل و چنین نتیجه ای را نمی دهد. اما مدل شبیه سازی گردابه جدا، باعث نوسانی شدن ضریب برا می شود که نشان دهنده ی درست بودن این مدل آشفتگی است. برای مدل های و کانتور-های نسبت حجمی سیال آن ها برای دو حالت پایا و ناپایا یکسان است، در حالیکه انتظار می رود حجم های مختلفی داشته باشند و این دلیلی مهم بر ناکارآمد بودن این دو مدل آشفتگی برای بررسی فروریزش حباب های کاویتاسیون است. تغییر زاویه حمله یکی از دلایل اصلی تشکیل کاویتاسیون ابری می باشد. با افزایش زاویه حمله حجم حفره ایجاد شده، افزایش یافته، باعث ناپایا شدن حفره و تشکیل زود هنگام جت برگشتی می شود، که در نتایج بدست آمده به وضوح قابل رئویت است. گسترش کاویتاسیون (کاهش عدد کاویتاسیون) باعث افزایش ضریب پسا و کاهش ضریب برا می شود، که یکی از عوامل اصلی تغییر در کارآیی هیدرودینامیکی است. در نتایج ارائه شده، کاهش عدد کاویتاسیون باعث افزایش ضریب پسا و کاهش ضریب برا می شود و با نتایج تجربی موجود هم خوانی دارد. از دیگر عوامل تأثیر گذار بر روی حفره ی کاویتاسیون سرعت جریان ورودی می باشد، که افزایش آن باعث کاهش حجم حفره می شود و درنتایج به وضوح مشخص است. نحوه تشکیل حفره u شکل برای جریان ناپایای سه بعدی با دیواره جانبی در نتایج نمایش داده شده است، که هم خوانی خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. از آنجاییکه به کمک نرم افزار cfx تنها می توان شکل حفره کاویتاسیون را شبیه سازی کرد و این نرم افزار قادر به شبیه سازی موج فشاری حاصل از فروریزش کاویتاسیون ابری نمی باشد لذا در ادامه با فرض کروی بودن ابر حباب و با استفاده از نتایج بدست آمده از شبیه سازی کاویتاسیون ابری، برنامه کامپیوتری برای شبیه سازی موج ضربه ای ناشی از فروریزش ابر حباب تعمیم داده شده است. شدت موج بدست آمده از طریق شبیه سازی مطابقت خوبی با نتایج تجربی دارد.

۱۵ صفحه ی اول

برای دانلود 15 صفحه اول باید عضویت طلایی داشته باشید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

مطالعه عددی اثرات میرا کنندگی حرارتی و تراکم پذیری، بر روی شدت موج فشاری حاصل از فروریزش کاویتاسیون ابری

در این پژوهش ابتدا با استفاده از معادله گیلمور، اثر تراکم پذیری مایع بر روی رفتار حباب کاویتاسیون مورد بررسی قرار گرفته است. با حل همزمان معادلات ناویراستوکس و معادله انرژی برای گاز درون حباب و مایع اطراف آن، انتقال حرارت هدایتی نیز مدل سازی شده است. نتایج حاصل از این شبیه سازی برای تک حباب، مطابقت خوبی با داده های آزمایشگاهی دارد. علاوه بر این، مشخص گردید که تراکم پذیری مایع و انتقال حرارت هدا...

15 صفحه اول

شبیه سازی عددی سرریز پلکانی دریچه دار و پتانسیل وقوع پدیده کاویتاسیون در آن

افزایش تراز آب در مخزن سد باعث افزایش میزان انرژی برق‌آبی تولید شده می‌شود. با دریچه‌دار کردن سرریز می‌توان بدون تغییر ارتفاع سد تراز آب در مخزن را افزایش داد. از طرفی دریچه‌دار کردن سرریز دبی در واحد عرض و امکان ایجاد کاویتاسیون را افزایش می‌دهد. در تحقیق حاضر با استفاده از نرم‌افزار Flow-3D ابتدا مدل عددی سرریز پلکانی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی کالیبره شده است. در ادامه با هدف افزایش تراز...

متن کامل

ثرات کاویتاسیون آکوستـیکی و موج ضربه ای ناشی از آن در تحلـیل دینامیکی سدهای بتنی

در مقالة حاضر روشی برای تحلیل عددی کاویتاسیون آکوستیکی1 در مخزن سد ها و موج ضربه ای2 ناشی از آن با استفاده از روش اجزاء محدود3 جهت بررسی اثرات آن بر پاسخ لرزه ای سد های بتنی ارائه شده است. وقوع زمین لرزه شدید موجب جدا شدگی محیط سد و مخزن و افت فشارمطلق4 در محیط سیال تا حد فشار بخار اشباع در ناحیه ای در مجاورت فصل مشترک سد و سازه می گردد که متعاقبا باعث ایجاد محیط مایع حباب دار در بخشی هایی ا...

متن کامل

مروری بر روش های عددی شبیه سازی موج بلست انفجار

As the computation power developing, the simulation of the explosion blast wave becomes more accurate and much more codes and softwares designed for this purpose. Besides the numerical methods, there are some other effectives like: turbulence model, equation of state and the explosion models which affect the accuracy of the blast wave simulation results. This paper reviewed the numerical method...

متن کامل

شبیه سازی کاویتاسیون جزئی حول هندسه های با مقاطع دایروی و بیضوی به روش المان مرزی

در این تحقیق با استفاده از روش المان مرزی، نرم­افزاری جهت شبیه­سازی جریان کاویتاسیون جزئی حول هندسه­های با مقاطع دایروی (متقارن محوری) و بیضوی (شبه­سه­بعدی) ارائه می­شود. با توجه به سرعت بالای همگرایی تحلیل متقارن محوری در روش المان مرزی، ابتدا جریان کاویتاسیون حول هندسه­های با مقطع دایروی شبیه­سازی شده و سپس از نتایج این تحلیل جهت شبیه­سازی جریان حول هندسه­های با ...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مکانیک

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023