شبیه سازی عددی فروریزش حباب کاویتاسیون

در تحقیق حاضر به بررسی رفتار حباب کاویتاسیون به دو صورت کروی در یک میدان فشار آکوستیک، و غیر کروی در مجاورت یک مرز صلب پرداخته شده است. از معادله گیلمور برای شبیه سازی دینامیک حباب کروی و از معادلات ناویر-استوکی و انرژی برای شبیه سازی دینامیک حباب غیر کروی مجاور دیوار صلب به صورت متقارن محوری استفاده شده است. روش vof (volume of fluid) برای جابجایی فصل مشترک گاز-مایع در حالت غیر کروی مورد استفاده قرار گرفته است. در حالت کروی محتویات داخل حباب به صورت مخلوطی از گاز آرگون و بخار آب فرض شده و اثرات انتقال جرم و انرژی و تراکم پذیری به حساب آورده شده است. اما در حالت غیر کروی از اثرات انتقال جرم و تراکم پذیری صرفنظر شده و از بخار آب به صورت گاز ایده آل برای محتویات داخل حباب استفاده شده است. نتایج هر دو حالت کروی و غیر کروی با نتایج مرجع مقایسه شده و تطابق قابل قبولی هم به صورت کیفی و هم به صورت کمی حاصل شده است. در ابتدا اثر انتقال جرم بر دینامیک حباب کروی بررسی شده است. تاثیر پارامترهایی همچون شعاع اولیه حباب، و فرکانس و دامنه موج فشاری بر موثر بودن انتقال جرم در دینامیک حباب کروی مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه، مروری بر نحوه فروریزش حباب در مجاورت یک مرز صلب انجام شده است. اثر پارامترهای همچون شعاع اولیه حباب و فاصله بی بعد آن از دیواره موضوع بحث بعدی می باشد. و در پایان، به بررسی تاثیر پارامتر کشش سطحی بر هر یک از مراحل رشد و فروریزش حباب پرداخته شده و یک نتیجه گیری کلی در این باره برای هر دو مجموعه حباب های کروی و غیر کروی به دست آمده است.