مدل‌سازی جریان ابرکاواک اطراف رونده‏های‌‏ زیرسطحی

نویسندگان

1

چکیده

ابرکاواک زمانی رخ می‌دهد که یک رونده‏ زیرسطحی توسط یک حفره‏ بزرگ و پیوسته احاطه شود. با توجه به کاهش پسای چشمگیر رونده‏های زیرسطحی که در طرز ابرکاواک حرکت می‌نمایند (نسبت به رونده‏هایی که در طرز کاملاً مرطوب حرکت می‌کنند)، بررسی جریان‏های ابرکاواک همواره از زمینه‏های مورد علاقه محققان بوده است. در این تحقیق، ابتدا شبیه‌سازی عددی جریان ابرکاواک طبیعی و مصنوعی به صورت متقارن محوری اطراف یک رونده زیرسطحی انجام شده است. ابعاد حفره ایجاد شده در هر دو حالت به‌دست آمده و با یکدیگر مقایسه شده‌اند. در مرحله بعدی، جریان ابرکاواک ناشی از تزریق گاز به صورت سه‏بعدی طراحی شده است. روابط میان شکل حفره، عدد کاویتاسیون و نرخ تزریق برای کاواک‌زا‏های با اندازه‌های مختلف به‌دست آمده است. در پایان، جریان ابرکاواک فقط در حالت طبیعی و بدون تزریق گاز برای بررسی اثر زاویه نصب روی شکل سوپرحفره شبیه‏سازی شده است. در تحقیق حاضر، از روش مخلوط چند‏فازی استفاده شده و معادله رایلی- پلست جهت انتقال جرم در یک ساختار چندفازی به کار گرفته شده است. نتایج نشان‌دهنده‏ ابعاد معادل برای حفره‏های ناشی از ابرکاواک طبیعی و ناشی از تزریق گاز است.