بررسي عددي اثر قطر سوراخ كاويتاتور ديسكي بر نيروي پسا و شكل حباب ابركاواك

ابركاواك يك فرايند هيدرو‌ديناميكي است كه در آن جسم كاملاً در يك لايه‌ گاز احاطه شده و تشكيل آن ناشي از كاويتاتور نصب شده در جلوي جسم است. شناورهاي ابركاواكي مي‌توانند با سرعت‌هاي بالايي در آب حركت كرده و مقاومت اصطكاكي به ميزان قابل توجهي كاهش يابد. در سال هاي اخير محققان، هندسه هاي مختلفي از كاويتاتورها در تحقيقات تئوري، عددي و تجربي موردبررسي و تجزيه‌وتحليل قرار داده‌اند. يكي از مهم‌ترين كاويتاتورهاي مورداستفاده در كاربردهاي عملي، كاويتاتورهاي ديسكي سوراخ‌دار است كه در اين مقاله مورد تحليل قرار گرفته است. حساسيت سنجي پارامترهاي هندسي و جرياني و تأثير آن‌ها بر هندسه كاويتي (حباب) و ميزان انتقال جرم مهم‌ترين متغيرهايي هستند كه در مطالعه حاضر مورد بحث و بررسي قرار گرفته است. تحليل عددي با استفاده از روش ديناميك سيالات محاسباتي بر پايه حجم محدود به‌كمك نرم‌افزار انسيسفلوئنت انجام شده است. براي مدل‌سازي جريان سيال اغتشاشي از مدل k-ε استفاده شده است. شبكه توليدشده حول كاويتاتور و در همه دامنه حل شبكه سازمان يافته است. براي اعتبارسنجي نتايج عددي از دو نمونه هندسه شامل سطح مستطيلي با زاويه حمله 10 درجه و كاويتاتور ديسكي استفاده شده است. مطابق نتايج به‌دست‌آمده انطباق خوبي بين داده هاي عددي و تجربي وجود دارد. بر اساس نتايج به‌دست‌آمده براي سرعت‌هاي بالاتر از 60 متر بر ثانيه با استفاده از ضرايب ثابت اصلاحي مي توان ميزان مقاومت مربوط به حباب ابركاواك را با دقت مناسبي تخمين زد.