تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,489,203 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,216,890 |
شبیه سازی عددی جریان کاویتاسیونی داخل نازل با استفاده از روش شبکه بولتزمن چندفازی | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 20، دوره 49، شماره 1، فروردین 1398، صفحه 179-185 اصل مقاله (2.03 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسنده | ||
اسلام عزت نشان* | ||
استادیار، گروه مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی و فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
در مقاله حاضر، شبیهسازی عددی جریان کاویتاسیونی داخل نازل با استفاده از روش شبکه بولتزمن چندفازی بههمراه مدل شان-چن انجام شدهاست. یک تابع پتانسیل برای مدل کردن اندرکنش ذرات سیال استفاده شده که میدان سرعت جریان را اصلاح کرده و تغییر فاز بخار-مایع همچنین اثرات کشش سطحی در فصل مشترک بین دو فاز را در جریانهای کاویتاسیونی شبیهسازی میکند. معادله خطی بدست آمده در الگوریتم حاضر بر اساس روش شبکه بولتزمن بهسادگی قابل حل بوده که یکی از مزیتهای اصلی روش عددی حاضر در مقایسه با حل عددی معادلات غیرخطی ناویر-استوکس بههمراه مدلهای پیچیده کاویتاسیونی موجود است. دقت و کارآیی الگوریتم حاضر بر اساس روش شبکه بولتزمن جهت حل جریانهای کاویتاسیونی با استفاده از حل جریان داخل نازل و مقایسه و ارزیابی نتایج بهدست آمده با نتایج در دسترس نشان دادهشده است. صحت و دقت نتایج بهدستآمده در کنار سادگی گسستهسازی و حل عددی معادله حاکم در الگوریتم حاضر نشاندهنده کارآیی روش شبکه بولتزمن چندفازی برای شبیهسازی عددی جریانهای کاویتاسیونی در داخل نازل است. | ||
کلیدواژهها | ||
روش شبکه بولتزمن چندفازی؛ مدل شان چن؛ جریان های کاویتاسیونی؛ نازل | ||
مراجع | ||
[1] Nurick W. H., Orifice Cavitation and its Effect on Spray Mixing, ASME J. Fluids Eng., Vol. 98, pp. 681–687, 1976. [2] Meyer R. S., Billet M. L., and Hall J. M., Free Stream Nuclei and Traveling Bubble Cavitation, ASME J. Fluids Eng., Vol. 114, pp. 672–679, 1992. [3] Stutz B. and Rebound J. L., Measurements within Unsteady Cavitation, Exp. Fluids, Vol. 29, pp. 545–552, 2000. [4] Suh H. K. and Lee C. S., Effect of Cavitation in Nozzle Orifice on the Diesel Fuel Atomization Characteristics, Int. J. Heat and Fluid Flow, Vol. 29, pp. 1001–1009, 2008. [5] Delannoy Y. and Kueny J. L., Two phase flow approach in unsteady cavitation modeling, ASME Cavitation and Multi-phase Flow Forum, Vol. 109, pp. 153–159, 1990. [6] Merkle C. L., Feng J. and Buelow P., Computational modelling of the dynamics of sheet cavitation, 3rd Int. Symposium on Cavitation, Grenoble, France, 1998. [7] Senocak I. and Shyy W., Interfacial dynamics-based modelling of turbulent cavitating flows, part-1: model development and steady-state computations, Int. J. for Numerical Methods in Fluids, Vol. 44, pp. 975–995, 2004. [8] Huang B., Wang G. and Yuan H., A Cavitation Model for Cavitating Flow Simulations, J. Hydrodynamics: Ser. B, Vol. 22, No. 5, pp. 798-804, 2010. [9] Senocak I. and Shyy W., Evaluation of cavitation models for Navier-Stokes Computations, Proceedings of FEDSM’02, 2002 ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting, Montreal, Quebec, Canada, July 14–18, 2002. [10] Morgut M., Nobile E., and Bilus I., Comparison of mass transfer models for the numerical prediction of sheet cavitation around a hydrofoil, J. Multiphase Flow, Vol.37, pp. 620–626, 2011. [11] Hejranfar K., Ezzatneshan E. and Fattah-Hesari K., A Comparative Study of Two Cavitation Modeling Strategies for Simulation of Inviscid Cavitating Flows, J. Ocean Engineering, Vol. 108, pp. 257-275, 2015. [12] Falcucci G., Jannelli E., Ubertini S. and Succi S., Direct numerical evidence of stress-induced cavitation, J. Fluid Mech.,Vol. 728, pp. 362-375, 2013. [13] Falcucci G., Ubertini S., Bella G. and Succi S., Lattice Boltzmann simulation of cavitating flows, Commun. Comput. Phys., Vol. 13, pp. 685–695, 2013. [14] Nourgaliev R. R., Dinh T. N., Theofanous T. G. and Joseph D., The lattice Boltzmann equation method: theoretical interpretation, numerics and implications, Int. J. Multiphase Flow, Vol. 29, pp. 117-169, 2003. [15] Lee T. and Lin C. L., Pressure evolution lattice-Boltzmann-equation method for two-phase flow with phase change, Phys. Rev. E, Vol. 67, 056703, 2003. [16] Gong S. and Cheng P., Numerical investigation of droplet motion and coalescence by an improved lattice Boltzmann model for phase transitions and multiphase flows, Computers & Fluids, Vol. 53, pp. 93-104, 2012. [17] Shan X. and Chen H., Lattice Boltzmann model for simulating flows with multiple phases and components, Phys. Rev. E, Vol. 47, pp. 1815–1820, 1993. [18] Benzi R., Biferale L., Sbragaglia M., Succi S and Toschi F., Mesoscopic modeling of a two-phase flow in the presence of boundaries: The contact angle, Phys. Rev. E, Vol. 74, No. 2, 021509, 2006. [19] Shan X. and Chen H., Simulation of nonideal gases and liquid-gas phase transitions by the lattice Boltzmann equation. Phys. Rev. E, Vol. 49, pp. 2941–2948, 1994. [20] Zou Q. and He X., On Pressure and Velocity Flow Boundary Conditions and Bounceback for the Lattice Boltzmann BGK Model, Physics of Fluids, Vol. 9, No. 6, pp. 1591–1598, 1997. [21] Guo Z., Zheng C., and Shi B., Non-equilibrium Extrapolation Method for Velocity and Pressure Boundary Conditions in the Lattice Boltzmann Method, Chinese Physics, Vol. 11, No. 4, pp. 366-374, 2002. [22] Sukop M. C. and Thorne D. T., Lattice Boltzmann Modeling, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007. [23] Latt J. and Chopard B., Lattice Boltzmann method with regularized non-equilibrium distribution functions, Math. Comp. Sim., Vol. 72, No. 1, pp. 165–168, 2006. [24] Maxwell J. C., On the Dynamical Evidence of the Molecular Constitution of Bodies, Nature, Vol. 11, pp. 357–359, 1875. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 289 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 380 |