مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

ارائه مدل عددی بی بعد در تحلیل نویز آکوستیکی پدیده سوپر کاویتاسیون با استفاده از روش اغتشاشات

نویسندگان
1 هیئت علمی (دانشیار)/دانشگاه علم و صنعت ایران
2 هیئت علمی (دانشیار)/ دانشگاه علم وصنعت ایران
3 دانشجوی دکتری/دانشگاه علم وصنعت ایران
چکیده
کاویتاسیون تغییر فاز سیال مایع به بخار به علت کاهش فشار محلی در اثر سرعت موضعی بالا می باشد. در اثر کاویتاسیون حباب‌هایی در نقاط کم‌فشار ایجاد می شوند. انتقال این حباب‌ها توسط جریان سیال به نقاط پر فشار باعث فروپاشی حباب‌ها می‌گردد که این امر در نهایت باعث ایجاد نویز می شود. دستیابی به مدل مناسب در شبیه‌سازی امواج صوتی ناشی از کاویتاسیون بمنظور شناسایی و کنترل این پدیده اهمیت بسیاری دارد. از آنجاکه صوت آکوستیکی بخشی از دینامیک جریان می باشد، معادلات بقاء‌جرم، مومنتوم و انرژی به عنوان معادلات پایه در تحلیل رفتار آکوستیکی پدیده کاویتاسیون و سوپرکاویتاسیون شناخته می‌شوند. در این تحقیق بمنظور مدلسازی جریان کاویتاسیون بهمراه نویز آکوستیکی، ابتدا با استفاده از آنالیز ابعادی، معادلات حاکم به فرم بی‌بعد تبدیل می شوند. ترم آکوستیکی بعنوان ترمی در مرتبه پایین‌تر نسبت به دینامیک جریان سیال لحاظ می‌گردد، سپس با استفاده از روش اغتشاشات، دسته های متعددی از معادلات با مرتبه‌های مختلف بدست آورده می‌شوند. نتایج نشان می‌دهند که بمنظور دستیابی به نوسانات فشار ناشی از نویز آکوستیکی کاویتاسیون، می باید معادلات جریان سیال را برای سیال تراکم‌پذیر حل نمود. همچنین معادلات آکوستیکی در مرتبه دوم معادلات حاصله قرار داشته که با معادلات دینامیک جریان کوپل می‌باشند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Using perturbation method to obtain scaled numerical model for analyzing noise of supercavitation

نویسنده English

ali valipour chahardah cherik 3
چکیده English

Cavitation is changing liquid phase to gas phase due to decreasing local pressure of flow induced by increasing local velocity. In situation of maximum velocity, some bubbles that contain air and vapor are produced and traveled from point of high pressure to lower pressure, so bubbles are destroyed rapidly and produce acoustic noise. Providing sufficient numerical model for simulation of acoustic waves induced by cavitation or supercavitation is so important for monitoring and controlling of these phenomena. For analyzing propagation of acoustic waves in fluid, sound is part of fluid dynamics, so momentum, energy and mass conservation equations like fluid dynamics are basics equation for identification of supercavitation. In this paper, to provide a numerical model contains hydrodynamic and acoustic parts of fluid dynamics, first by using scaled analysis, non dimensional forms of conservation equations are generated. Then by using perturbation method and considering acoustic term as a term in lower order than hydrodynamic term, conservation equations can be separated to two group equations with different orders. Leading order is hydrodynamic equations and first order is acoustic form of conservation equations. Results in first order equation show coupling of acoustic terms with hydrodynamic terms of fluid flow.

کلیدواژه‌ها English

Modeling
Perturbation
Acoustic
Scaled Analysis