تحلیل سه‌بعدی پتانسیل مبنا برای جریان کاویتاسیون جزئی حول پرتابه‌های با پیشانی مختلف به روش المان مرزی

در پژوهش حاضر، به‌منظور شبیه‌سازی جریان همراه با کاویتاسیون جزئی حول پرتابه‌های مختلف (سرتخت، سرکروی و سرمخروطی با زاویه مخروط 45درجه) به روش المان مرزی، یک کد سه‌بعدی تدوین شده است. بدین منظور، پس از تولید هندسه با استفاده از المان‌های چهارضلعی با چهار نقطه کنترل، با بهره‌گیری از بیان انتگرالی تئوری گرین، اجزای پتانسیلی چشمه و دوگان روی هر المان توزیع و به کمک یک الگوریتم تکراری، شبیه‌سازی انجام و با نتایج تجربی و عددی دیگر اعتبارسنجی شده است. با وجود هزینه محاسباتی پایین این روش، نتایج از دقت قابل قبول و سرعت همگرایی بالایی برخوردار است. ارائه روابط کلی برای مشخصات هندسی کاویتی ایجاد شده حول پرتابه‌ها (در محدود اعداد کاویتاسیون بین 0.075 تا 0.5) از جمله نتایج این پژوهش می‌باشد. بررسی نتایج حاکیست که این روش قابلیت مناسبی در پیش‌بینی خواص جریان کاویتاسیون در زوایای حمله غیرصفر (تا زاویه حمله 8 درجه) دارد که البته با افزایش زاویه حمله و فاصله از فرض پتانسیلی بودن جریان، نتایج هندسه کاویتی حداکثر %15 و ضرایب آیرودینامیکی حداکثر %12 با دیگر تحلیل‌های عددی اختلاف دارد. با توجه به سرعت همگرایی بالا و دقت قابل قبول، این روش برای طراحی اولیه و بهینه‌سازی پرتابه‌های زیرسطحی همراه با کاویتاسیون قابل استفاده است.

a three-dimensional potential-based analysis for partial cavitating flow around projectiles with various head using bem

in this paper, three-dimensional code has been developed to simulate the partial cavitating flow around projectiles with various heads (blunt, hemispherical, and conical) using the bem. for this purpose, after generating the geometry using quadrilateral elements with four control points, using the integral expression of green’s theory, source and dipole have been distributed on elements, and using an iterative algorithm, simulation is done and results are compared with the available experimental data and other numerical results. despite the low computational cost of this method, the results have a high accuracy and convergence rate. one of the main contributions of this work is to present a correlation between the properties of cavity around projectiles with different heads (in the limit of 0.075 le; sigma; le;0.5). also, analysis of the results shows that the method has a suitable ability to predict the properties of cavitation flow at non-zero angles of attack (up to 8 ° angle of attack) in the shortest time. of course, by increasing the angle of attack and getting away from the potential assumption, the results are associated with some errors (15% in geometrical characteristics and 12% in aerodynamic coefficients). due to high convergence rate and acceptable accuracy, this method can be used for initial design and optimization of subsurface projectiles with cavitation.