ارزيابي مدل آشفتگي جديد GEKO در جريان همراه با كاويتاسيون بر روي پرتابه‌هاي استوانه‌اي سرتخت و سر كروي

Investigation of the New GEKO Turbulence Model For Flows with Cavitation Around Projectiles with Flat and Hemispherical Heads

تحليل جريان سيال همراه با كاويتاسيون در كاربردهاي هيدروديناميكي بسيار حائز اهميت است. در اين ارتباط پيش بيني دقيق ابعاد كاويتي و نوزيع فشار و ديناميك جريان اطراف و داخل كاويتي بخصوص در محل بسته شدن كاويتي بسيار مورد توجه بوده است. در اين مقاله جريان همراه با كاويتاسيون حول پرتابه­هاي استوانه­اي با دماغه سر تخت و نيم كروي بصورت عددي بررسي شده است. بدين منظور در مقاله حاضر چهار مدل آشفتگي k-ε-Realizeable، K-ω، k-ω SST و GEKO توسط نرم افزار فلوئنت بررسي شده است. مدل كاويتاسيون زوارت براي تحليل جريان استفاده گرديده است. در اين پژوهش جريان با دامنه اعداد كاويتاسيون مختلف (1/8 تا 0/1) با نتايج تجربي و عددي ديگران مورد مقايسه قرار گرفته است. نتايج به‌دست آمده نشان مي‌دهد مدل آشفتگي اخير ارائه شده توسط منتر بنام GEnelarilized-KOmega (GEKO) كه دو معادله اضافي حل مي ­كند و جديدا به نرم افزار فلوئنت افزوده شده است خصوصا براي اعداد كاويتاسيون بزرگتر به همراه مدل كاويتاسيون زوارت جواب به مراتب بهتري ارائه مي‌دهد.

In hydrodynamic applications, accurately predicting fluid flows with cavitation is very important. In this regard, prediction of the cavity dimensions and the pressure distribution and the flow dynamics, inside and around the cavity, specifically at the closing point has frequently been under consideration. In this study, cavitating flow around cylindrical projectiles with flat or hemispherical heads is considered numerically. To this end, four turbulence models of k-ε-Realizeable, k-ω Standard, k-ω SST, and GEKO, in combination with the Zwart cavitation model are considered using the Fluent software. Flows with a vast range of cavitation numbers (0.1-1.8) are considered in comparison with the experimental and numerical results of other researchers. Our results show that the last turbulence model proposed by Menter, namely the GEnelarilized-KOmega )GEKO( model, in which two extra equations are solved, predicts the results much better, particularly for higher cavitation numbers.