شبیه سازی عددی پدیده کاویتاسیون حول هیدروفویل دوبعدی و سه بعدی با استفاده از مدل آشفتگی شبیه سازی گردابه های بزرگ و مدل بازسازی سطح نسبت حجمی سیال

پایان نامه
چکیده

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.

۱۵ صفحه ی اول

برای دانلود 15 صفحه اول باید عضویت طلایی داشته باشید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

مدل سازی عددی اغتشاش در جریان احتراقی اسپری دیزل با استفاده از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ

در موتورهای دیزل پاشش مستقیم امروزی، فرآیندهای اسپری و احتراق آن، از طریق اختلاط کنترل می‌شوند. در روش شبیه سازی گردابه‌های بزرگ به دلیل اینکه مقیاس‌های بزرگ جریان به طور مستقیم حل می‌شوند و مقیا سهای کوچک مدل می‌شوند، بنابراین اختلاط هوا و بخار سوخت به روش شبیه سازی گردابه‌های بزرگ بهتر پیش بینی می‌شود و در نتیجه قابلیت پیش بینی مشخصات جریان واکنشی افزایش می یابد. در این پژوهش اغتشاش در جریان ...

متن کامل

مدل سازی عددی جریان آشفته درون حفره با استفاده از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ

در این مقاله، مدل آشفتگی اسماگورینسکی تهیه و از آن جهت شبیه سازی عددی جریان درون حفره در حالت لایه ای و آشفته استفاده شد. در تحلیل جریان درون حفره، شبکه های متمرکز و جابجا شده مورد استفاده قرار گرفته و توزیع سرعت افقی و عمودی در مرکز حفره برای رینولدزهای مختلف تعیین و با نتایج جیا[1] مقایسه شد.  نتایج به دست آمده نشان داد، مدل تهیه شده با استفاده از شبکه جابجا شده در مقایسه با شبکه متمرکز و نیز...

متن کامل

شبیه¬سازی دو¬بعدی جریان در سرریزهای پلکانی با استفاده از مدل¬های آشفتگی و مقایسه نتایج با مدل فیزیکی

سرریزهای پلکانی به دلیل تاثیر قابل توجه آن بر استهلاک انرژی جریان و به جهت قابلیت تطبیق ساخت آن با تکنولوژی بتن غلطکی کوبیده دارای اهمیت زیادی هستند. در طراحی این سرریزها معمولا از مدل فیزیکی استفاده می­شود که مستلزم صرف هزینه و زمان زیاد می­باشد. اما توسعه کامپیوترهای با سرعت بالا راه را برای انجام فعالیت در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی هموار کرده است و با استفاده از آن می­توان از صرف هزینه و...

متن کامل

کاربرد مدل سازی عددی سه بعدی در شبیه سازی پدیده های پیچیده مهندسی رودخانه

بسیاری از مسائل مهندسی رودخانه پیچیده بوده و نیاز به تحلیل سه بعدی جریان و رسوب دارند. با توجه به پیشرفت روز افزون قدرت رایانه ها و توسعه مدل های عددی توانمند که قادر به شبیه سازی جریان و انتقال رسوب به صورت سه بعدی در هندسه های پیچیده می باشند، استفاده از این مدل های عددی برای مهندسین امری اجتناب ناپذیر است. اما باید توجه داشت که پیش از به کارگیری، باید دقت این مدل ها در شرایط پیچیده و با تو...

متن کامل

شبیه سازی عددی جریان دوبعدی سیال تراکم ناپذیر در کسکید توربوماشین ها با روش شبیه سازی گردابه های جداشده

پارامترهای موثر جریان تراکم ناپذیر، لزج و غیردایم داخل کسکید دو بعدی توربوماشین با استفاده از روش شبیه سازی گردابه های جداشده ی تأخیری (ddes) بر پایه ی مدل rans اسپالارت-آلماراس (sa) در اینجا بررسی می شود. مدل شبیه سازی گردابه های جداشده که یک روش پیوندی rans و les می باشد به منظور کاهش هزینه ی محاسباتی روشles ارایه شد. در این روش، نزدیک دیواره، داخل لایه ی مرزی از مدل آشفتگی rans استفاده می شو...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023