Unsteady characteristics of cloud cavitating flow near the free surface around an axisymmetric projectile

اثر سطح آزاد بر حفره ابری ناپایدار برای وسایل نقلیه با سرعت بالا اهمیت دارد، با این حال، کارهای آزمایشگاهی و عددی قبلا منتشر شده در مورد این موضوع محدود است. در این مقاله یک آزمایش معمول راه اندازی با حضور سطح آزاد انجام می شود. یک رویکرد عددی با استفاده از روشهای شبیه سازی و چرخش بزرگ و روشهای حجمی ایجاد شده است. در مرحله اول، تحولات غیرمتعارف حفره و مجدد جت در هر دو نتایج تجربی و عددی به دست آمده است که با یکدیگر همخوانی دارد. نتایج نشان می دهد که تکامل حفره در قسمت فوقانی پرتابه نسبت به سمت پایین تحت اثر سطح آزاد بسیار متفاوت است. به عنوان مثال، در سمت بالا، رشد حفره کندتر است، سرعت جت ورودی مجدد بالاتر است، حفره سریعتر فرو می رود، و موقعیت فرو ریختن حفره به حفره اصلی نزدیک است. دوم اینکه اثر سطح آزاد با تحلیل تنوع محدودیتی مورد بررسی قرار می گیرد. از آنجا که جریان جریان اطراف سطح بالایی نازک است، تغییر جهت خود را تحت اثر اختلاف فشار در داخل و خارج از حفره آسان است. ویژگی های فروپاشی غیر محوری متشکل از یک توده گردابه قوی بر روی سطح استوانه ای است و توزیع غیرموجودی ناحیه فشار بالا نیز یکی از مهم ترین عوامل ایجاد کننده نیروهای جانبی و عمودی بر روی پرتابه است. در نهایت، ارتفاع ارتفاعات موج در مواردی با و بدون کاویتا مقایسه می شود. حضور کاویتاسیون منجر به افزایش ارتفاع موج می شود، اما افزایش آن حدود نیمی از ضخامت حفره است. این یافته نشان می دهد که اثر محدودی واقعی بین اثرات میدان آب بی نهایت و شرایط کاملا آزاد است.