پديد آورنده :
جعفريان، علي
عنوان :
يك مدل عددي بر اساس حل دقيق مساله ي ريمان براي شبيه سازي پديده كاويتاسيون در آب
گرايش تحصيلي :
مهندسي مكانيك
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مكانيك
صفحه شمار :
هفده، 117ص.: مصور
استاد راهنما :
احمدرضا پيشه ور اصفهاني
استاد مشاور :
سعيد مرتضوي
توصيفگر ها :
جريان تراكم پذير , روش ALE , معادله ي حالت , انفجار زير آب
استاد داور :
ابراهيم شيراني، همايون امداد، مسعود دربندي، محسن ثقفيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/07/05
كد ايرانداك :
ID905 دكتري
چكيده فارسي :
81 چكيده در رسالهي حاضر يك مدل تك سيالي بر اساس حل دقيق مسألهي ريمان دوفازي براي حل جريان تراكمپذير آب به همراه كاويتاسيون ارائه شده است در مدل حاضر از الگويي نوين براي امواج در حل مسألهي ريمان دوفازي استفاده شده است و همچنين از معادلهي حالت سازگار با آب در فرآيند همدما در هنگام كاويتاسيون استفاده شده است معادلهي حالت مورد استفاده يك معادلهي حالت سه ضابطهاي است و تغييرات فشار بر حسب چگالي را براي تمامي فازهاي مايع دوفازي و اشباع پوشش ميدهد در معادلهي حالت ارائه شده براي فاز مايع از معادلهي حالت ت يت استفاده شده است و در حالت دوفازي فشار سيال ثابت و برابر با فشار اشباع آب در دماي مورد نظر قرار داده شده است و براي فاز بخار سيال به صورت گاز ايدهآل در نظر گرفته شده است در مدل حاضر فرض شده است كه فرآيند تغيير فاز با استفاده از يك موج مشخص به نام موج تبخير صورت ميگيرد و سرعت اين موج برابر با آخرين موج انبساطي در فاز مايع در نظر گرفته شده است در الگوي جديد ارائه شده براي امواج با توجه به ثابت بودن فشار در حالت دوفازي هيچ موجي در اين ناحيه منتشر نميشود و امواج انبساطي در فاز مايع و بخار منتشر خواهند شد بدين ترتيب يك ناحيه با خواص ثابت در بين دو ناحيهي براي امواج ايجاد ميشود مدل حاضر با استفاده از حل مسائل مختلف يك بعدي و دوبعدي صحت سنجي شده است مسألهي لولهي ضربه براي حاالت مختلف مورد بررسي قرار گرفته است و نتايج با مدل اشميت اصالح شده مقايسه شده است مسألهي ضربهي قوچ به همراه كاويتاسيون در حالت يك بعدي شبيهسازي شده است و نتايج با دادههاي آزمايشگاهي صحت سنجي شده است همچنين مسألهي انفجار زير آب با استفاده از مدل حاضر و روش ALE براي دو حالت مختلف مدلسازي شده و نتايج بدست آمده با نتايج حاصل از روشهاي عددي مختلف مقايسه شده است در اين روش سطح مشترك بين گاز و آب به صورت يك مرز مشخص در زمان در نظر گرفته شده است كه اين سطح به صورت الگرانژي در زمان حركت مي كند ساير نقاط شبكه نيز با استفاده از يك تابع هموار متناسب با حركت سطح مشترك گاز آب حركت خواهند كرد به منظور شبيهسازي دقيق انتشار امواج انبساطي و تراكمي در دو محيط از شبكهبندي مثلثي دالني و به صورت شبكهي تطبيقي استفاده شده است در نهايت مسألهي سوپركاويتاسيون براي حركت اجسام مختلف مانند استوانه و گلوله در داخل آب شبيهسازي شده است و عوامل مختلف مانند اثر مولد كاويتاسيون و سرعت و هندسهي گلوله مورد بررسي قرار گرفته است نتايج بدست آمده از مدلسازيهاي صورت گرفته نشاندهندهي دقت باالي روش در محاسبهي پروفيل حباب سوپركاويتاسيون است و تطابق بسيار خوبي با نتايج حاصل از دادههاي عددي و آزمايشگاهي را نشان ميدهد همچنين نتايج حاصل از شبيهسازي نشان ميدهد كه طراحي اجسام به صورت سوپركاويتي سبب كاهش چشمگير نيروي پساي اصطكاكي و نيز كاهش نيروي پساي كل بر روي جسم ميگردد كلمات كليدي كاويتاسيون جريان تراكمپذير حلگر ريمان روش ALE معادلهي حالت انفجار زير آب سوپركاويتاسيون
چكيده انگليسي :
135 A Numerical Method Based on an Exact Riemann Solution for Simulating the Cavitation Phenomenon in Water Flow Ali Jafarian ajafarian@me iut ac ir Date of submission July 18 2016 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Supervisor Ahmadreza Pishevar Esfahani apishe@cc iut ac ir Advisor Saeed Mortazavi saeedm@cc iut ac ir Department Graduate program Coordinator Mohammadreza Salimpour Department of Mechanical Engineering Isfahan University of TechnologyAbstractIn this research a one fluid method based on an exact Riemann solver with a novel wave pattern ispresented This model utilizes the isothermal equation of state which is consistent with the behaviorof water in compressible fluid flow The equation is a triple function and is able to capture thebehavior of water in all liquid two phase and vapor phases The Tait equation of state is used for theliquid phase and the pressure in the saturation dome is considered as constant saturation pressurePsat The ideal gas equation of state is also used for the vapor phase The present model assumes that the vaporization occurs via a distinct wave named as evaporationwave The speed of the evaporation wave is considered as the last expansion wave in liquid phase Because the pressure in saturation dome is constant no wave can propagate in the two phase regionand the expansion wave only propagate in the liquid and vapor phases Hence a constant zoneseparates the general expansion wave into two different parts
استاد راهنما :
احمدرضا پيشه ور اصفهاني
استاد مشاور :
سعيد مرتضوي
استاد داور :
ابراهيم شيراني، همايون امداد، مسعود دربندي، محسن ثقفيان
