تحلیل هیدرودینامیکی راکت های سوپرکاویتاسیونی زیرآبی از لحظه شروع حرکت تا سرعت ماکزیمم
چکیده
اژدر یک سلاح انفجاری است که از بالا یا زیر سطح آب به سمت یک هدف زیرآبی حرکت می کند. مشکل اصلی اژدر، سرعت پایین آن است. برای حل این معضل، روش های مختلفی ارائه شده است که یکی از این روش ها، استفاده از کاویتاسیون برای کاهش درگ می باشد. با تشکیل سوپرکاویتاسیون که تمام جسم را می پوشاند، درگ اصطکاکی به واسطه چگالی کمتر بخار کاهش می یابد. در این پروژه از دینامیک سیالات محاسباتی برای تحلیل جریان اطراف اژدر سوپرکاویتاسیونی استفاده شده است. در مدل کاویتاسیون به کار رفته، چگالی مخلوط بر اساس نسبت حجمی یا جرمی هر فاز محاسبه می شود و یک معادله انتقال برای نسبت حجمی یا جرمی مایع (یا بخار) به همراه جمله چشمه برای مدل سازی انتقال جرم حل می شود. با توجه به اینکه در اژدرهای سوپرکاویتاسیونی، دماغه اژدر از اهمیت خاصی در تشکیل کاویتی برخوردار است، در نتیجه سعی شده است تا عملکرد دماغه هایی با شکل مختلف در جریان های پایدار و ناپایدار در حالت سه بعدی و دو بعدی مورد بررسی قرار بگیرد و با ارائه معیارهایی، دماغه ی مناسب انتخاب شود. بر این اساس یک برنامه جانبی نوشته شد و پروفیل سرعتی که با زمان افزایش می یافت، تعریف گردید و اژدر در میدان جریانی که سرعت ورودی آن با زمان تغییر می کرد، قرار گرفت. در این پروژه، دماغه های کروی، بیضیگون، مخروط، مخروط ناقص و دماغه ترکیبی مورد بررسی قرار گرفت و با ذکر معیارهای مختلف، دماغه ترکیبی به عنوان نمونه بهینه انتخاب گردید. در پایان، با استفاده از مفاهیم مربوط به انتقال جرم بین فازهای مختلف، تزریق گاز به داخل کاویتی مدل شده و اثر آن بر اندازه کاویتی بررسی گردید.
