آدرس ایمیل خود را وارد نمایید
ثبت
پیام خود را بنویسید
دوره 21، شماره 46 - ( 4-1404 )
جلد 21 شماره 46 صفحات 29-15 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
taghinia G, Esmaeili A. Numerical Simulation of Cavitating Subsurface Hydrofoil at High Froude numbers. marineeng 2025; 21 (46) :15-29
URL: http://marine-eng.ir/article-1-1087-fa.html
URL: http://marine-eng.ir/article-1-1087-fa.html
تقی نیا غزل، اسماعیلی علی. شبیه‌سازی عددی هیدروفویل نزدیک به سطح آزاد آب در جریان فوق بحرانی و کاویتاسیونی. مهندسی دریا. 1404; 21 (46) :15-29
غزل تقی نیا1 
، علی اسماعیلی*1
، علی اسماعیلی*1
1- دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده: (1139 مشاهده)
| با حرکت وسایل دریایی بدون سرنشین نزدیک سطح آب، موجی در سطح دریا و حباب کاویتاسیونی روی سطح جسم ایجاد می‌شود. اثر سطح آزاد و تشکیل حباب در سرعت‌های بالای سامانه به کلی بر عملکرد وسیله تاثیر گذار بوده و نیازمند بررسی بیشتر است. در این پژوهش هندسه جسم مغروق با هیدروفویل‌های مختلف ناکا مدل‌سازی شد تا با حل مسئله به روش عددی، شکل موج سطح آزاد و حباب بخارآب حول هیدروفویل شبیه‌سازی شود. با تغییر هندسه، زاویه حمله، عمق غرق‌شدگی و سرعت هیدروفویل تغییرات دامنه موج و شکل حباب مورد بررسی قرار گرفت. با نزدیک شدن جسم غوطه‌ور به سطح آب، حضور سطح آزاد اهمیت بیش‌تری پیداکرده و دامنه موج تشکیل‌شده بلندتر شده است. علاوه بر این، ضرایب برآ و پسا با کاهش عمق غوطه‌وری کم‌تر شده و با کاهش عدد کاویتاسیون، حجم حباب بخار تشکیل‌شده رشد کرده که منجر به کاهش دامنه موج سطح آزاد شده است. |
متن کامل [PDF 1423 kb]
(307 دریافت)
نکات برجسته مقاله :
- در این پژوهش، جریان کاویتاسیونی هیدروفویل‌های سری NACA نزدیک سطح آزاد آب در شرایط جریان فوق‌بحرانی، با استفاده از مدل سه‌فازی VOF به‌صورت عددی شبیه‌سازی شده است.
- تأثیر هندسه هیدروفویل، زاویه حمله، عمق غرق‌شدگی و عدد کاویتاسیون بر دامنه موج سطح آزاد و شکل حباب بخار به‌صورت جامع مورد بررسی قرار گرفته است.
- نتایج نشان می‌دهد که افزایش ضخامت یا انحنای هیدروفویل باعث افزایش حجم حباب کاویتاسیون و نیروی پسا و در نتیجه کاهش نسبت نیروی برآ به پسا می‌شود.
- وجود سطح آزاد باعث کاهش طول حباب کاویتاسیون و ضرایب آیرودینامیکی می‌شود و بنابراین نقش تعیین‌کننده‌ای در پیش‌بینی دقیق جریان دارد.
- کاهش عدد کاویتاسیون منجر به افزایش حجم حباب بخار و کاهش دامنه موج سطح آزاد می‌شود، که این مسئله می‌تواند عملکرد و قابلیت پنهان‌کاری وسایل دریایی پرسرعت را تحت تأثیر قرار دهد.
فایل صوتی چکیده مقاله [MP3 1583 KB] (62 دریافت)
فهرست منابع
1. G. Griffiths, Technology and Applications of Autonomous Underwater Vehicle, 2002. [DOI:10.1201/9780203522301]
2. Y. A. Semenov and G. X. Wu, Free-Surface Gravity Flow Due to a Submerged Body in Uniform Current, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 883, pp. A60, 2020, doi: 10.1017/jfm.2019.930. [DOI:10.1017/jfm.2019.930]
3. B. R. Parkin, B. Perry and T. Y. T. Wu, Pressure Distribution on a Hydrofoil Running near the Water Surface, journal of Applied physics, Vol. 27, pp. 232-240, 1956, doi: 10.1063/1.1722350. [DOI:10.1063/1.1722350]
4. J. S. Marshall and E. R. Johnson, The High-Speed Submerged Hydrofoil, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 954, 2023, doi: 10.1017/jfm.2022.1042. [DOI:10.1017/jfm.2022.1042]
5. O. M. Faltinsen, Hydrodynamics of High-Speed Marine Vehicles, Hydrodynamics of High-Speed Marine Vehicles, pp. 1-454, 2006, doi: 10.1017/CBO9780511546068. [DOI:10.1017/CBO9780511546068]
6. J. P. Franc and J.-M. Michel, Fundamentals of Cavitation, fluid Mechanics and Its Applications, Vol. 76, 2005, doi: 10.1007/1-4020-2233-6. [DOI:10.1007/1-4020-2233-6]
7. S. A. Kinnas, Non-Linear Corrections of the Linear Theory for the Prediction of the Cavitation Flow around Hydrofoils, doctor of philosophy Thesis, Dept, MIT, 1985.
8. S. Bal and S. A. Kinnas, A Bem for the Prediction of Free Surface Effects on Cavitating Hydrofoils, Computational Mechanics, Vol. 28, pp. 260-274, 2002. [DOI:10.1007/s00466-001-0286-7]
9. P. C. Wu and J. H. Chen, Numerical Study on Cavitating Flow Due to a Hydrofoil near a Free Surface, Ocean Engineering and Science, Vol. 1, No. 3, pp. 238-245, 2016. [DOI:10.1016/j.joes.2016.02.002]
10. T. Sun, Q. Xie, L. Zou, H. Wang and C. Xu, Numerical Investigation of Unsteady Cavitation Dynamics over a Naca66 Hydrofoil near a Free Surface, Marine Science and Engineering, Vol. 8, 2020, doi: 10.3390/jmse8050341. [DOI:10.3390/jmse8050341]
11. Y. Wang, X. Wu, C. Huang and X. Wu, Unsteady Characteristics of Cloud Cavitating Flow near the Free Surface around an Axisymmetric Projectile, Multiphase Flow, Vol. 85, 2016, doi: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2016.05.013. [DOI:10.1016/j.ijmultiphaseflow.2016.05.013]
12. N. E. Fine, Computational and Experimental Investigations of the Flow around Cavitating Hydrofoils, Master Thesis, Dept of Ocean Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 1988.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
International Journal of Maritime Technology is licensed under a
Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.