نوع مقاله: کوتاه

نویسندگان

1 دانشیار و عضو هیئت علمی دانشگاه جامع امام حسین (ع) – پژوهشکده دریایی

2 کارشناس ارشد، پژوهشکده دریایی دانشگاه جامع امام حسین(ع)

چکیده

با توجه به پیشرفت روز افزون علم مکانیک و توجه محققین و دانشمندان به بحث آیرودینامیک و هیدروآیرودینامیک در بهبود وضعیت انواع وسایلی مانند خودروها، پرتابهها، کشتیها و زیر دریاییها، ضرورت طراحی و ساخت تجهیزات آزمایشگاهی صنعتی احساس میشود. یکی از ابزارهای کارآمد در بررسی مسئله هیدروآیرودینامیک اجسام مغروق و حتی نیمه مغروق، تونل های آب میباشند که علاوه بر اندازه گیری نیروهای هیدرودینامیک، قابلیت مطالعه پدیده فیزیکی همچون کاویتاسیون را نیز فراهم می کنند. در این مقاله پس از بررسی انواع تونلهای آب موجود و مطالعه مشخصات فنی اجزاء آنها به طراحی مقدماتی یک تونل آب صنعتی بزرگ متناسب با نیاز پرداخته شده است. در این راه از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی برای شبیه سازی تونل طراحی شده بهره گرفته شده است. نازل، مقطع آزمایش، زانوییها و دیفیوزر برای تونل آب کاویتاسیون سرعت بالا مطابق با معیارهای مهندسی، طراحی و انتخاب شده اند. توابع هدف در این طراحی ایجاد یکنواختی جریان در مقطع آزمایش و افت فشار کمینه در کل تونل بوده است،. نتیجه نهایی شامل تونلی با یک نازل با شکل پروفیل دیواره تابع درجه 5 ، نسبت انقباض 8 ، نسبت L/D برابر 2/1 و ابعاد مقطع آزمایش مربعی با ابعاد شده است. تحلیلهای CFD روی تونل طراحی نشان داد که یکنواختی جریان در مقطع آزمایش برای تمام طراحی ها مطلوب بوده و همچنین افت فشار تونل آب با زانویی های دارای پره های هدایت کننده نوع A تقریبا 15% کمتر از تونل آب با زانویی های دارای پره های هدایت کننده نوع B است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Preliminary design and cfd analysis of a high speed industerial cavitation tunnel

نویسندگان [English]

  • M Salari 1
  • A Rava 2

چکیده [English]

Abstract
Design and manufacturing of laberotary's equipments is a nessesity for understanding and developing of the science of mechanical engineering, aerodynamics and hydrodynamics that are used for improving the vehicles performance such as cars, weapons, ships and submarines. One of these equipments is the cavitation tunnel that is applied for study of physical phenomenas such as cavitation and also for measuring of hydrodynamic loads for submerged and surface moving bodies. In this paper, a review is presented for the existing cavitation tunnels and then a new cavitation tunnel is designed based on the technical requirements for any parts of them.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cavitatin tunnel
  • desing
  • cfd analysis

[1] Ferro, V., Baiamonate  G.,"Flow velocity profiles in gravel-bed rivers". Journal of Hydraulic Engineering Vol.120, No.1, January 1994.

[2] ITTC catalogue of facilities: "towing tanks, seakeeping and manoeuvring basins, circulating water channels, cavitation tunnels" , 2009.

[3] ITTC Recommended Procedures and Guidelines, "Cavitation Induced Erosion on Propellers, Rudders and Appendages Model Scale Experiments",  2011.

[4] Hernández, M, González, L, Ana Moreno, Jarzabek, "Design Methodology for a Quick and Low-Cost Wind Tunel", INTECH Open Access Publisher, 2013.

[5] Ivaylo Nedyalkov, "Design of Contraction, Test Section, and Diffuser for a High-Speed Water Tunnel", Chalmers University of Technology, 2012.

[6] Mikhail, Mikhail Nageb, "Optimum design of internal flow passages with specific reference to wind tunnel contractions", Carleton University. 1977

[7] Ardekani, A., “Foundamental and Application of Low Speed Wind Tunnels”, (In Persian), 2006.

[8] Reneau, Leon Ross, Johnston, JP, Kline, Stephen Jay, “ Performance and design of straight, two-dimensional diffusers”, Journal of Fluids Engineering, vol. 89,Issue 1, pp. 141-150, 1967.

[9] White, Frank M. “Fluid mechanics”, 7th. McGraw-Hill, New York, 2008.

[10] Miller, Donald S, “Internal flow system”. BHRA. 1990.

[11] Idelchik, IE, “Handbook of hydraulic resistance”, 1995.

[12] Bell, WH, Terhune, LD, “Water tunnel design for fisheries research”, ottawa:queen's printer. 1970.

[13] Gelder, Thomas F, Moore, RD, Sanz, JM, McFarland, ER, “Wind tunnel turning vanes of modern design”, AIAA, Aerospace Sciences Meeting, 24 th, Reno, NV, 1986.

[14] Moore, Royce D, Boldman, Donald R, Shyne, Rickey J, “Experimental evaluation of two turning vane designs for high-speed corner of 0. 1-scale model of NASA Lewis Research Center's proposed altitude wind tunnel”, 1986.

[15] Moore, Royce D, Boldman, DR, Shyne, RJ, Gelder, TF,“ Experimental Evaluation of Corner Turning Vanes: Summary”, 1987.