شبیه سازی عددی جریان کاویتاسیون در یک نازل همگرا - واگرا

بررسی جریان های همراه با کاویتاسیون به واسطه آن که به شدت غیر دائم و مغشوش بوده و شامل دو فازی است که دارای اختلاف دانسیته زیاد با یکدیگر هستند، بسیار پیچیده و دشوار می باشد. موارد یاد شده همواره فرایند مدل سازی عددی جریان های کاویتاسیون ر ا با چالشی عمیق مواجه می سازد. لذا شبیه سازی عددی پدیده کاویتاسیون از دیرباز توجه دانشمندان فعال در حوزه دینامیک سیالات محاسباتی را به خود جلب کرده است.مطالعه حاضر نتایج دینامیک سیالات محاسباتی جریان همراه با کاویتاسیون را برای یک نازل همگرا – واگرا دو بعدی و وابسته به زمان ارائه می نماید. با استفاده از روش مدل سازی عددی جریان کاویتاسیون ابری و صفحه ای در هندسه مورد بحث شبیه سازی گردیده و صحت نتایج حاصل در برابر نتایج تجربی ارزیابی شده است. نتایج به دست آمده بیانگر عمق تاثیر حرکت جریان بازگشتی و گرادیان فشار معکوس بر دینامیک کاویتاسیون می باشد. مدل کاویتاسیئن کامل ارائه شده توسط سینگهال و ضرایب پیش فرض مربوطه جهت پیشگوئی نحوه شکل گیری پدیده کاویتاسیون به کار گرفته شده است. معادلات ناویر استوکس تراکم ناپذیر برای فاز مایع و معادله انتقال کسر حجمی برای فاز بخار به عنوان معدلات حاکم بر مسئله حل گردیده است. همچنین از مدل rng k-? اصلاح شده برای مدل سازی اثرات اغتشاش استفاده گردیده است. نتایج حاصل از شبیه سازی تطابق خوبی با مشاهدات تجربی جریان کاویتاسیون غیر دائم در نازل مسطح دارد.