بررسی تجربی پدیده کاویتاسیون حول جسم با دماغه مخروطی و پس جسم استوانه‌ای

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه سمنان

2 استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه سمنان

چکیده

در این مقاله به صورت تجربی، ایجاد، رشد و گسترش کاویتاسیون حول یک جسم ترکیبی مورد بررسی قرار می‌گیرد. قطر پس جسم 25 و طول مدل210 میلیمتر بوده که دارای نوک مخروطی با زوایای 30 و 45 درجه هستند. مدل‌ها در یک تونل کاویتاسیون مداربسته مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. بر روی پس جسم و در مرحله بعد بر روی دماغه، شیار محیطی ایجاد کرده و آزمایش‌ها تکرار می‌گردند، و بین دو حالت اخیر و حالت بدون شیار مقایسه‌ صورت می‌گیرد. در حالت 30 درجه، چه بدون شیار و چه با شیار روی پس‌جسم کاویتاسیون در یک فاصله کوتاهی از پس‌جسم شروع می‌شود،‌ اما هنگامی که شیار بر روی دماغه ایجاد شود کاویتاسیون در درون شیار ایجاد می‌شود. در حالت 45 درجه کاویتاسیون در هر سه حالت بر روی فصل مشترک اتفاق می‌افتد.کاویتاسیون در درون شیار و پشت پس‌جسم در مرکز گردابه ناشی از جدایی آغاز می‌شود. با گسترش طول کاویتاسیون بر روی پس‌جسم، نوسانات طولی حباب به صورت منظم رخ خواهد داد. در پشت مدل‌، درون فضای دنباله‌ای جسم، کاویتاسیون در درون گردابه‌های حلقوی شکل شروع می‌شود. پس از رشد کاویتاسیون از نظر طولی، در قسمت انتهای آن نشر حباب‌ها به صورت منظم رخ می‌دهدکه با تولید صدا همراه است. با نوسان طول، نشر حباب به صورت نامنظم هم صورت می‌گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Reichardt H (1954) The physical laws governing the cavitation bubbles produced behind solids of revolution in a fluid flow. The Kaiser Wilhelm Institute for Hydrodynamic Research, Gottingen, Rep. UM, Vol. 6628.

[2] Savchenko YN, Vlasenko YD, Semenenko V(1999) Experimental studies of high-speed cavitated flows. Int J Fluid Mech Res 26(3).

[3] Vlasenko YD (2003) Experimental investigation of supercavitation flow regimes at subsonic and transonic speeds. In Fifth International Symposium on Cavitation, Osaka, Japan 1-8.

[4] Hrubes J (2001) High-speed imaging of supercavitating underwater projectiles. Exp Fluids 30(1): 57-64.

[5] Wosnik M, Schauer TJ, Arndt RE (2003) Experimental study of a ventilated supercavitating vehicle. in Proceeding of 5Th International Symposium on Cavitation, Osaka, Japan 1-4.

[6] Chao H, Yang H, Zhao C, Huang WH (2006) Unsteady supercavitating flow past cones. Project Supported by the National Nature Science Foundation of China (Grant No: 10572045) and Distinguished Young Scholar Science Foundation of Heilongjiang Province of China (Grant No: JC-9), J Hydrodyn 18(3): 262-272.

[7] Zhang XW, Wei YJ, Zhang JZ, Cong W, Yu KP (2007) Experimental research on the shape characters of natural and ventilated supercavitation. J Hydrodyn 19(5): 564-571.

[8] Ahn BK, Lee CS, Kim HT (2010) Experimental and numerical studies on super-cavitating flow of axisymmetric cavitators. Int J Nav Arch Ocean 2(1): 39-44

[9] Arndt RE (1981) Cavitation in fluid machinery and hydraulic structures. Annu Rev Fluid Mech 13(1): 273-326.

[10] Franc JP, Michel JM (2006) Fundamentals of cavitation. Springer Science & Business Media.

[11] Ling SC, Gowing S, Shen YT (1982) The Role of microbubbles on cavitation inception on head forms. David Taylor Research Center Report.

[12] Ceccio SL, Brennen CE (1991) Observations of the dynamics and acoustics of travelling bubble cavitation. J Fluid Mech 233: 633-660.

[13] Arakeri V, Acosta A (1973) Viscous effects in the inception of cavitation on axisymmetric bodies. J Fluid Eng-T ASME 95: 519-527.

[14] Hu CL, Wang GY, Huang B, Yu Z (2015) The inception cavitating flows over an axisymmetric body with a blunt head-form. J Hydrodyn 27(3): 359-366.

[15] شمس­الدینی ر، قدسی ر (1397) تحیل عددی دو بعدی و سه­بعدی پدیده سوپرکاویتاسیون در حالت تزریق و بدون تزریق بخار و هوا بر روی سطح متحرک زیرسطحی. مجله علمی پژوهشی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 240-229 :(1)8.

[16] جعفری گاوزن ا، جدیدی ام (1397) بررسی تجربی رفتار حدی پدیده کاویتاسیون حول استوانه با اندازه های مختلف در تونل کاویتاسیون سرعت بالا. مجله علمی پژوهشی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 156-147 :(1)8.

[17] فروزانی ح، سرانجام ب، کمالی ر، ربیعی ع (1396)       شبیه­سازی عددی و بررسی تجربی حرکت یک جسم پرسرعت زیر سطحی. مجله علمی پژوهشی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 230-217 :(1)7.