مدل‌سازي سه‌بعدي جريان سوپركاويتاسيوني براي بررسي اثر زوايه حمله روي ضريب پسا

Three-Dimensional Modeling of Supercavitating Flow to Investigate the Effect of Attack Angle on Drag Coefficient

پرتابه‌هاي زيرسطحيِ سرعت بالا براي حركت در رژيم سوپركاويتاسيوني طراحي مي شوند. در اين شرايط، پساي اصطكاكي كاهش يافته و پساي فشاري نيروي غالب در مقابل حركت پرتابه ميگردد. مدلهاي كاويتاسيوني مختلفي توسط محققين براي شبيه سازي انواع جريان هاي كاويتاسيوني ارائه شده است. در كار حاضر با انتخاب يك مدل كاويتاسيوني مناسب، جريان سوپركاويتاسيون حول يك كاواكزاي ديسكي مدل شده است. پارامترهاي حفره [L1] اندازه گيري شده و با نتايج تجربي و تحليلي مقايسه گرديده است. در اين تحقيق، جريان سوپركاويتاسيوني در زواياي حمله مختلف شبيه سازي شده و ضريب پسا در اعداد كاويتاسيون مختلف به‌دست آمده است. نتايج تحليل عددي با نتايج روابط نيمه تجربي مقايسه شده است. در نهايت، با استفاده از نتايج بدست آمده از تحليل عددي رابطه اي براي محاسبه ضريب پسا در زواياي حمله مختلف براي محدوده‌اي از عدد كاويتاسيون پيشنهاد شده است.

The high-speed submersion projectiles are designed to move in the supercavitation regime. In these conditions, the frictional drag decreases and the pressure drag becomes the dominant force against the projectile movement. A number of cavitation models have been suggested by researchers in order to simulate various types of cavitation flows. In the present work, by choosing a proper cavitation model, the supercavitation flow is modeled around a disk cavity. The supercavitation parameters are measured and compared with the experimental and analytical results. In this research, the supercavitating flow is simulated in different angles of attack and the drag coefficient is obtained in different cavitation numbers. The results of numerical analysis are compared with the results of quasi-empirical relations. Finally, using the results of numerical analysis, a correlation coefficient is proposed for calculating the drag coefficient at different attack angles for a range of cavitation numbers.