دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 16 12 2017 02 19 Simulation of flow around axisymmetric projectiles with circular cavitator and ringed tip using control volume and boundary element methods شبیه سازی جریان برروی پرتابه های متقارن محوری با کاویتاتور دیسکی و نوک سوراخدار به کمک روش های المان مرزی و حجم محدود 67 78 9548 FA محمد غفاری دانشگاه فردوسی مشهد محمود پسندیده فرد دانشیار دانشگاه فردوسی مشهد محمود تباکی دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article In this article, cavitation flow around axisymmetric projectiles with ringed and non-ringed cavitator has been investigated using control volume and boundary element methods. In the numerical method, the homogeneous equilibrium approach as well as the zwart model, for modeling the mass transfer and forming the system of equation, have been used. In the boundary element approach with dipole distribution on the body and cavity surfaces and source distribution on the cavity surface, the right conditions were set for using the Green's theorem in solving the potential flow. Moreover, some source components were imposed on the cavitator surface in order to add the hole effects. The validation procedure for both methods has been done by analytical and experimental data. In general, the results of this research are presented in two parts. In the first part, hydrodynamic properties of ringed cavitator such as cavity dimensions, intended forces, flow behavior and etc are analysed deploying the numerical methods based on Navier Stokes equations. In the second part, the boundary element method has been used for the analysis of the cavitation flow around practical geometries with ringed cavitator. The most important finding of this study is reduction of the cavity dimensions and also an increase in the force on the projectile during the use of annular cavitator. In addition, as a result of this study, two equations for maximum length and maximum diameter of the formed cavity on the cylindrical body in relation to the cavitation number and hole diameter have been provided. در این مقاله جریان همراه با کاویتاسیون برروی پرتابه های متقارن محوری با کاویتاتور سوراخدار و بدون سوراخ با استفاده از روش های حجم کنترل و المان مرزی شبیه سازی شده است. در روش عددی از رویکرد جریان تعادلی همگن استفاده شد، همچنین از مدل زوارت برای تکمیل دستگاه معادلات و مدلسازی انتقال جرم بهره گرفته شده است. در روش المان مرزی با توزیع دوگان روی سطح جسم و کاویتی و توزیع چشمه روی سطح کاویتی شرایط برای استفاده از تئوری گرین در حل جریان‌های پتانسیل فراهم گشت، همچنین جهت اضافه کردن اثرات سوراخ تعدادی چشمه برروی سطح کاویتاتور قرار داده شد. اعتبارسنجی نتایج برای هر دو روش به وسیله روابط تحلیلی و داده های آزمایشگاهی صورت پذیرفته است. به طور کلی نتایج این کار تحقیقاتی در دو بخش ارائه می گردد. در قسمت اول خواص هیدرودینامیک کاویتاتور سوراخدار همچون ابعاد کاویتی، نیروی های هیدرودینامیکی، رفتار جریان و ..... با استفاده روش های مبتنی بر حل معادلات ناویر استوکس مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. سپس در بخش بعد از روش المان مرزی برای تحلیل جریان کاویتاسیونی همراه با کاویتاتور سوراخدار برروی هندسه های کاربردی در ابعاد واقعی استفاده می شود. از مهمترین نتایج این پژوهش می توان به کاهش ابعاد کاویتی و همچنین افزایش نیروی وارد بر پرتابه در حین استفاده از کاویتاتور سوراخدار اشاره کرد. همچنین روابطی نیز برای حداکثر طول و قطر کاویتی تشکیل شده برروی هندسه استوانه سرتخت نسبت به عدد کاویتاسیون و قطر سوراخ ارائه شده است. https://mme.modares.ac.ir/article_9548_f812291e86e5d515984dc44cf9d41ac3.pdf