شبیه‌سازی عددی جریانهای کاویتاسیونی آشفته با استفاده از روش تراکم پذیری مصنوعی پیش شرط شده

در این تحقیق، شبیه‌سازی عددی جریان‌ کاویتاسیونی حول هیدروفویل با استفاده از روش تراکم‌پذیری مصنوعی پیش‌شرط سازی شده برای حل معادلات ناویر- استوکس چندفازی انجام شده است. معادلات حاکم، پیوستگی و مومنتم مخلوط، به‌ اضافه یک معادله انتقال کسر حجمی فاز مایع هستند. معادله انتقال کسر حجمی فاز مایع بر اساس ایده جریان همگن تعادلی در مدلسازی جریانهای چندفازی نوشته شده‌است. انتقال جرم بین فازها از مدل ارائه شده توسط مرکل، شبیه‌‌سازی و به‌ منظور تسریع نرخ همگرایی، از روش پیش‌شرط سازی استفاده شده‌است. گسسته‌سازی جملات جابه‌جایی از روش تفاضل بالادست مرتبه سوم بر مبنای روش تفاضل شار و گسسته‌سازی جملات لزج از روش تفاضل مرکزی مرتبه دوم انجام شده‌ است. لزجت گردابه‌ای جریان آشفته از مدل یک معادله‌ای اسپالارت-‌‌‌آلماراس محاسبه می‌شود. به‌منظور صحت‌سنجی نتایج خروجی، ابتدا حل جریان تک‌فازی حول هیدروفویل NACA0012 در زوایای حمله صفر و شش درجه در رینولدز 106×8/2Re= شبیه‌سازی و نتایج با اطلاعات در دسترس مقایسه شده است. در ادامه، توانایی برنامه در شبیه‌سازی جریانهای کاویتاسیونی در اعداد کاویتاسیون و زوایای حمله مختلف نشان داده شده و نتایج خروجی با نتایج آزمایشگاهی و عددی موجود، مقایسه شده‌‌اند. برای این منظور جریانهای کاویتاسیونی حول هیدروفویل اصلاح شده NACA0009 در دو حالت بریده نشده و بریده شده در رینولدز 106×2Re= و اعداد کاویتاسیون 1، 9/0، 80/0 و 75/0، 6/0، 5/0، 4/0 و 3/0، در زوایای حمله پنج و 5/2 درجه، شبیه‌سازی شده است و مقادیر ضریب فشار و ضرایب لیفت و درگ با مقادیر آزمایشگاهی و عددی مندرج در مرجع [7] مقایسه شده است. نتایج از دقت قابل قبولی برخوردارند.