نام پژوهشگر: هادی افکار

تحلیل عددی پدیده کاویتاسیون طبیعی بر روی کاویتاتور سوراخ دار
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1392
  هادی افکار   محمود پسندیده فرد

کاویتاسیون عبارت است از شکل گیری خود به خودی حباب های کوچک ناپایدار در هر سیالی که در معرض تغییرات عمده فشار قرار گیرد. این پدیده در ماشین های هیدرولیکی، پروانه کشتی ها و غیره اتفاق می افتد و بر روی آنها اثرات نامطلوبی به جای می گذارد. علیرغم آثار نامطلوبی که کاویتاسیون بر جای می گذارد، دارای خواص مطلوب و کاربردی نیز هست که نمونه آن در پرتابه های زیر آبی می باشد. در این اجسام با قرار دادن کل جسم در حباب و ایجاد رژیم سوپرکاویتاسیون، می توان نیروی پسا را بر روی جسم کاهش داد. موضوع اصلی مورد بحث در این پایان نامه شبیه سازی عددی کاویتاسیون حول اجسام با تقارن محوری همراه با کاویتاتور بدون سوراخ و سوراخ دار به کمک روش المان مرزی بر مبنای پتانسیل(bem) می باشد. به این منظور سطح کاویتی و سطح خیس شده جسم و سطح سوراخ توسط المان هایی تقریب زده می شود و به کمک بیان انتگرالی تئوری گرین با این مضمون که «جریان پتانسیل روی هر سطح را می توان با یک توزیع چشمه و دوگان روی سطوح مقید آن شبیه سازی کرد»، جریان همراه با کاویتاسیون شبیه سازی می شود. در راستای این هدف، رینگ چشمه ها روی سطح کاویتی و رینگ دوگان ها روی سطح کاویتی و جسم و سوراخ توزیع می شوند. لازم به ذکر است که قدرت رینگ چشمه ها و دوگان ها روی هر المان ثابت و از هر المان به المانی دیگر متغیر می باشد به منظور مدل سازی سوراخ بر روی کاویتاتور, بر روی گره های مورد نظر بر روی سطح کاویتاتور چشمه با قدرت منفی قرار داده شده است. ایجاد سوراخ بر روی کاویتاتور تاثیرات مختلفی را بر طول کاویتی,ماکزیمم قطر کاویتی, ضریب درگ فشاری و ضریب درگ اصطکاکی پرتابه دارد. کاربرد کاویتاتور سوراخ دار در پرتابه های زیر آبی به منظور تامین گاز لازم برای ایجاد کاویتاسیون مصنوعی می باشد.تطابق نتایج bem با نتایج fluent و experimental نشان دهنده دقت بالای روش مذکور می باشد.