مطالعه تحلیل نیروهای برآ و پسا در اثر تزریق آب، مکش و باریک شوندگی در محیط کاویتاسیون در هیدروفویلها بالاتر از سرعتهای بحرانی

استفاده از هیدروفویلها در کشتیهای هیدروفویلدار موجب افزایش سرعت کشتیها و کاهش توان مورد نیاز برای حرکت آنها می شود. وقوع پدیده کاویتاسیون در هیدروفویلها به عنوان یک عامل محدود کننده در کشتیهای هیدروفویلدار باعث بروز اثرات نامطلوبی از جمله ایجاد ارتعاش، افزایش پسا، کاهش برآ و فرسایش سطوح جامد می شود. در تحقیق حاضر اثرات تزریق آب، مکش و باریک شوندگی بر ضرایب برآ و پسای یک هیدروفویل که کاویتاسیون بر آن رخ داده به کمک نرم افزار فلوئنت بررسی شده است. معادلات حاکم شامل معادله پیوستگی، معادله ناویر – استوکس تراکم ناپذیر، معادله مدل جریان مغشوش k-? و معادلات مدل کاویتاسیون می باشد. یک تصحیح کوچک اما مهم در لزجت جریان مغشوش به منظور بهبود شبیه سازی ناپایداریهای جریان کاویتاسیون دار در مدل جریان مغشوش اعمال شده است. مدل کاویتاسیون کامل به عنوان مدل کاویتاسیون به کار رفته در نرم افزار فلوئنت، به کار رفته است. هیدروفویل متقارن naca661-012 به عنوان هیدروفویل مبنا برای شبیه سازیها به کار گرفته شده است. برای حل عددی از شبکه سازمان یافته در کلیه شبیه سازیها استفاده شده است. اثرات ابعاد ناحیه محاسباتی، تعداد سلولهای به کار رفته و گام زمانی بر حل جریان برای دستیابی به بهینه ترین مقادیر آنها، مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج حل عددی در حالت بدون تزریق و مکش و باریک شوندگی با نتایج آزمایشگاهی در دسترس مقایسه شده و نشان دهنده تطابق قابل قبول نتایج حل عددی و آزمایشگاهی می باشد. نتایج تحقیق انجام شده نشان می دهد که تزریق آب باعث کاهش ضریب برآ شده و به جز در زوایای حمله کوچک، در سایر زوایای حمله موجب کاهش ضریب پسا می شود. مکش جریان نیز موجب کاهش ضریب پسا در زوایای حمله متوسط و بزرگ و افزایش ضریب برآ در همین زوایا می شود. باریک شوندگی تا نسبت باریک شوندگی 6/0 موجب کاهش حجم کاویتاسیون و افزایش ضریب برآ می شود. بیشترین ضریب برآ در نسبت باریک شوندگی 6/0 همراه با مکش دیده می شود. کمترین ضریب پسا در نسبت باریک شوندگی 4/0 همراه با مکش دیده می شود.