دانلود ترجمه مقاله یک سطح مشترک تیز برای مدل سازی با استفاده از روش حجم مایع (ساینس دایرکت – الزویر 2017) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

یک سطح مشترک تیز برای مدل سازی با استفاده از روش های حجم مایع و مایع نامرئی

A sharp interface approach for cavitation modeling using volume-of-fluid and ghost-fluid methods

چکیده
مقدمه
1- مدل ریاضی
1-1 جریان چسبناک غیر قابل تراکم
1-2 تغییر فاز
1-3 اثرات سطوح مشترک
1-4 مدلسازی شار حجم بین فازها
2- روش های عددی
2-1حل کننده جریان
2-2 حجم مایع و مجموعه سطحی
2-3-محیط و منطقه سطح مشترک
3- نتایج و بحث
3-1 مدل های دو بعدی
3-2 مدل های سه بعدی
4- نتیجه گیری

چکیده

این تحقیق به بررسی یک روش جدید برای سطح مشترک تیز برای مدلسازی پدیده تشکیل حفره در جریان های غیر قابل تراکم می پردازد. فرمول یک حوزه ای برای جریان دو فازی مایع – بخار به کار گرفته می شود و سطح مشترک با استفاده از روش حجم مایعVOF بررسی می شود.تغییرات فاز در سطح مشترک با استفاده از شکل ساده شده معادله ریلت-پلست مدلسازی می شوند.شرایط فاز شتاب و فشار با استفاده از روش مایع نامرئی بررسی می شوند. تابع بررسی حجم سطح با توجه به نسبت حجم حفره ساخته می شود. روش مکعب پیشروی برای محاسبه محیط سطح مشترک در حفره های مدار استفاده می شوند.زوش اشتراک موازی برای افزایش اطلاعات سطح مشترک در یک میدان مورد استفاده قرار می گیرد. توصیف معادلات و روش های عددی نمایش داده شده اند. نتایج حفره سازی هیدروفویل همراه با اطلاعات کاریردی داده شده اند.

4- نتیجه گیری

مدل حفره سازی سطوح مشترک تیز ارائه و به کار گرفته شده است . این مدل از ساده سازی معادله رایلت – پلست برای محاسبه شتاب سطح مشترک ورودی بین فازهای جامد و مایع استفاده می شود. این روش در دو وجه و با در برگیری هیدروفویل بیان می شود و اطلاعاتی را در مورد تکامل حفره ارائه می کند . نتایج نشان دهنده چگونگی انتشار حفره در موتورهای برگشتی می باشد. افزایش مقدار مایع و به خصوص در نزدیکی لبه های حفره به تدریج منجر به پوشش حفره می شود. این مدل در سه بعد می تواند چالش های بیشتری را سبب شود. البته ، هندسه پیچیده و مرزهای متحرک سه بعدی همراه با نیاز به وجود مدارهای قائم از سایر مشکلات مدل هستند . انتظار می رود که روش های شبکه های بدون ساختار یا روش مرز شناور (26) منجر به محاسبات با دقت در آینده نزدیک می شوند .

Abstract

This paper describes a novel sharp interface approach for modeling the cavitation phenomena in incompressible viscous flows. A one-field formulation is adopted for the vapor-liquid two-phase flow and the interface is tracked using a volume of fluid (VOF) method. Phase change at the interface is modeled using a simplification of the Rayleigh-Plesset equation. Interface jump conditions in velocity and pressure field are treated using a level set based ghost fluid method. The level set function is constructed from the volume fraction function. A marching cubes method is used to compute the interface area at the interface grid cells. A parallel fast marching method is employed to propagate interface information into the field. A description of the equations and numerical methods is presented. Results for a cavitating hydrofoil are compared with experimental data.

4- conclusions

A sharp interface cavitation model has been developed and implemented. The method utilizes a simplification of the Rayleigh-Plesset equation to compute the interface velocity used to advect the interface between the liquid and vapor phases. The method has been demonstrated in two dimensions with a hydrofoil and found to offer insight into the mechanism of cavity evolution. The results show the formation of the reentrant jet and how instabilities in the reentrant jet perturb the cavity. Increasing liquid content, particularly near the leading edge of the cavity seems to gradually lead to cavity shedding. The method in three dimensions has proved to be more challenging. Of course, complex geometries and moving boundaries in 3-D will pose additional difficulties to the current approach with the orthogonal curvilinear grid requirement. It is believed that together with unstructured mesh approaches or immersed boundary approaches[26] this method will lead to viable high-fidelity cavitation calculations in the near future.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یک سطح مشترک تیز برای مدل سازی با استفاده از روش های حجم مایع و مایع نامرئی

A sharp interface approach for cavitation modeling using volume-of-fluid and ghost-fluid methods