مدل سازي كاويتاسيون گسترده بر روي بال با استفاده از مدل غيرخطي جزئي روش المان مرزي

Modelling of Super Cavitation on Wing using Partial nonlinear model of Boundary Element Methods

در اين مقاله مدل‌سازي جريان پاياي كاويتاسيون گسترده با استفاده از مدل غيرخطي پاره‌اي روش المان مرزي بررسي شده است. شبكه مورد استفاده از نوع ثابت بوده بنابراين قدرت چشمه و دوقطبي روي سطح هر المان و در هر مرحله ثابت مي‌باشد. با توجه به استفاده از مدل غيرخطي پاره‌اي يا فرض ارتفاع كم كاويتي تمامي شرايط مرزي بر روي سطح جسم اعمال شده و هيچگونه محاسباتي بر روي سطح كاويتي انجام نمي‌گيرد. در اين مدل عدد كاويتاسيون مقداري معلوم بوده و طول كاويتي در هر مرحله محاسبه مي‌شود. چنانچه به مرحله اي رسيديم كه مقادير بدست آمده در دو مرحله‌ي پياپي تغيير ناچيزي داشته باشد طول نهايي كاويتي بدست آمده و ادامه حل متوقف مي‌شود. بر پايه اين روش، بطور ويژه دو شرط كوتاي مورينو و فشاري تكرار شونده بر روي بال با مقطع ناكا 16006 به طور كامل مورد بررسي قرار گرفته است. شرط كوتاي فشاري تكرار شونده در مقايسه با شرط كوتاي مورينو داراي هزينه محاسباتي بالاتري بوده اما از طرفي داراي دقت بالاتري جهت برقراري شرط كوتا مي‌باشد. نشان داده شده است كه در مدل‌سازي جريان كاويتاسيون گسترده مدل كوتاي مورينو شرط عدم اختلاف فشار در لبه‌ي فرار را نمي‌تواند برقرار كند و مي‌بايست از شرط كوتاي تكرار شونده استفاده شود. با توجه به اينكه مدل بسته شدن كاويتي از نوع ساده مي‌باشد مقايسه نتايج نشان مي‌دهد اين روش داراي دقت بسيار خوبي در پيش‌بيني رفتار جريان همراه با كاويتاسيون با توجه به هزينه محاسباتي بسيار كم دارا مي‌باشد.

The application of woven fabrics in composites manufacturing has been increased because of their special mechanical behavior. Due to the complexity of modeling and simulation of these composites, in this research a micromechanics based analytical model has been developed to predict the elastic properties of woven fabric composites. The present model is simple to use and has a high accuracy in predicting the elastic properties of woven fabric composites. One of the most important effective factors on the modeling accuracy is utilizing a proper homogenization method. Therefore, a new homogenization method has been developed by using a laminate analogy based method for the woven fabric composites. The proposed homogenization method is a multiscale homogenization procedure. This model divides the representative volume element to several subelements, in a way that the combination of the subelements can be considered as a laminated composite. To determine the mechanical properties of laminates, instead of using an isostrain assumption, the assumptions of constant inplane strains and constant out of plane stress have been considered. Then, the proposed homogenization model has been combined with a micromechanical model to propose the new micromechanical model. The applied assumptions improve the prediction of mechanical properties of woven fabrics composites, especially the out of plane elastic properties. The proposed model has been evaluated by comparing the predicted results with four available experimental results available in the literature, and the accuracy of the present model has been shown.