مدل سازی کاویتاسیون گسترده بر روی بال با استفاده از مدل غیرخطی جزئی روش المان مرزی
چکیده
در این مقاله مدل سازی جریان پایای کاویتاسیون گسترده با استفاده از مدل غیرخطی پاره ای روش المان مرزی بررسی شده است. شبکه مورد استفاده از نوع ثابت بوده بنابراین قدرت چشمه و دوقطبی روی سطح هر المان و در هر مرحله ثابت می باشد. با توجه به استفاده از مدل غیرخطی پاره ای یا فرض ارتفاع کم کاویتی تمامی شرایط مرزی بر روی سطح جسم اعمال شده و هیچگونه محاسباتی بر روی سطح کاویتی انجام نمی گیرد. در این مدل عدد کاویتاسیون مقداری معلوم بوده و طول کاویتی در هر مرحله محاسبه می شود. چنانچه به مرحله ای رسیدیم که مقادیر بدست آمده در دو مرحله ی پیاپی تغییر ناچیزی داشته باشد طول نهایی کاویتی بدست آمده و ادامه حل متوقف می شود. بر پایه این روش، بطور ویژه دو شرط کوتای مورینو و فشاری تکرار شونده بر روی بال با مقطع ناکا 16006 به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. شرط کوتای فشاری تکرار شونده در مقایسه با شرط کوتای مورینو دارای هزینه محاسباتی بالاتری بوده اما از طرفی دارای دقت بالاتری جهت برقراری شرط کوتا می باشد. نشان داده شده است که در مدل سازی جریان کاویتاسیون گسترده مدل کوتای مورینو شرط عدم اختلاف فشار در لبه ی فرار را نمی تواند برقرار کند و می بایست از شرط کوتای تکرار شونده استفاده شود. با توجه به اینکه مدل بسته شدن کاویتی از نوع ساده می باشد مقایسه نتایج نشان می دهد این روش دارای دقت بسیار خوبی در پیش بینی رفتار جریان همراه با کاویتاسیون با توجه به هزینه محاسباتی بسیار کم دارا می باشد.