نام پژوهشگر: احسان روحی گلخطمی
امیرپویان ظهیری محمود پسندیده فرد
هدف از تحقیق حاضر مدلسازی جریان تراکم ناپذیر کاویتاسیونی بر روی هندسه دو بعدی و سه بعدی هیدروفویل clark-y با استفاده از روش نسبت حجمی سیال (vof) و مدل آشفتگی شبیه سازی گردابه های بزرگ (les) می باشد. ابزار انجام تحقیق حاضر بسته نرم افزاری مرجع باز اپن فم (openfoam) می باشد. مدل زیر شبکه ای استفاده شده در روش les از نوع تک معادله ای "گردابه ای-لزجتی" می باشد و جریان کاویتاسیونی به صورت یک مخلوط دوفازی واحد و همگن در نظر گرفته شده است. یک معادله ی انتقال که شامل مدل های انتقال جرم مناسب برای شبیه سازی فرآیند تبخیر و میعان می باشد نیز همراه با معادلاتles حل می شود. از روش نسبت حجمی سیال به عنوان ابزار حل عددی معادله انتقال فوق برای باز سازی سطح مشترک استفاده شده است. از دو مدل انتقال جرم کانز و ساویر برای شبیه سازی فرآیند کاویتاسیون استفاده شده و نتایج این دو مدل با داده های آزمایشگاهی مقایسه و اعتبارسنجی شده است. توانایی مدل عددی حاضر و برتری مدل les نسبت به مدل های rans در شبیه-سازی مکانیزم های مختلف جریان کاویتاسیونی برای رژیم های ابری و سوپرکاویتاسیون بررسی گردید. با استفاده از الگوریتم غیر دائمی (گذرا) برای حل جریان مشخص شد که مدل آشفتگی les توانایی بالایی در نشان دادن ماهیت ناپایای جریان کاویتاسیونی و همچنین شکل و دینامیک رشد و کنده شدن کاویتاسیون ابری دارا می باشد. همچنین مدل عددی حاضر ضرایب هیدرودینامیکی را با دقت بالایی پیش بینی می نماید. افزایش فشار ناگهانی ناشی از فروریختن حباب های کاویتی در پایین دست لبه ی حمله نیز در مدل-سازی مشاهده می شود. با کاهش عدد کاویتاسیون به تدریج کاویتی پایدار شده و مکانیزم کنده شدن ضعیف می شود. با توجه به ماهیت سه بعدی مدل آشفتگی les، شبیه سازی عددی به حالت سه بعدی نیز گسترش یافته و رفتار سه بعدی کاویتاسیون نیز نشان داده شده است. با توجه به درنظر گرفتن اثرات سه بعدی و گسترش و تغییرات دامنه ی فشار در جهت عمود بر صفحه ی هیدروفویل، نوسانات شدید موجود در نمودار ضرایب هیدرودینامیکی که در حالت دوبعدی به وجود می آمد از بین رفت و نمودار ضرایب هیدرودینامیکی به حالت واقعی که در نتایج آزمایشگاهی موجود است نزدیکتر گردید.