view in publisher's site

Numerical investigation of three-dimensional cavitation evolution and excited pressure fluctuations around a twisted hydrofoil

Unsteady cavitating turbulent flow around a twisted hydrofoil was analyzed to illustrate the physical mechanism of the cavitygenerated pressure fluctuations. The numerical simulations of cavitating flow were based on the Partially-Averaged Navier-Stokes (PANS) method and a mass transfer cavitation model. The validity of PANS model has been evaluated and confirmed in cavitation simulations by present authors using three different cases, 2D hydrofoil (Ji et al. 2012 [37]), 3D hydrofoil (Ji et al. 2013 [31]) and marine propeller (Ji et al. 2012 [38]), which shows that the PANS model with f k = 0.2 and f ε = 1 can obtain more accurate estimates of unsteady cavitating flows with large-scale fluctuations at a reasonable cost. In present paper we intended to shed light on the physical process responsible for the pressure fluctuations excited by cavitation. The cavity volume was analyzed to illustrate the relationship between the cavitation evolution and the pressure fluctuations. The results show that the cavity volumetric acceleration curve tracks remarkably well with the main features of the time-dependent pressure fluctuations except for the high frequency component. Thus, the cavity volumetric acceleration is the main source of the excited pressure fluctuations by cavitation. It is noted that the cavitation induced pressure fluctuations are transmitted along the suction surface of the hydrofoil and are synchronized with those on the pressure surface at the midplane of the twisted hydrofoil. Further, the pressure fluctuations on the pressure surface decrease towards the center from both the leading and trailing edges of the hydrofoil, with a minimum at 60% chord length from the leading edge.

بررسی عددی تحولات کاویتاسیون سه‌بعدی و نوسانات فشار در اطراف یک هیدروفویل پیچیده

جریان آشفته حول یک هیدروفویل پیچیده تحلیل‌شده و مکانیزم فیزیکی نوسانات فشار cavitygenerated را نشان می‌دهد. شبیه‌سازی‌های عددی جریان cavitating بر مبنای روش Navier - استوکس (PANS)و یک مدل cavitation انتقال جرم انجام شد. بررسی اعتبار مدل PANS توسط نویسندگان حاضر با استفاده از سه حالت مختلف فوق ارزیابی و تایید شده‌است (Ji و سایرین ۲۰۱۲ [ ۳۷ ])، hydrofoil (Ji و همکاران، ۲۰۱۲ [ ۳۸ ])، و نشان می‌دهد که مدل PANS با f k = ۰.۲ و f - = ۱ می‌تواند برآورده‌ای دقیق تری از جریان‌های cavitating غیر دایمی را با نوسانات مقیاس بزرگ با هزینه معقول بدست آورد. در مقاله حاضر، ما قصد داریم که فرآیند فیزیکی را که مسئول نوسانات فشار ناشی از کاویتاسیون هستند، روشن سازیم. حجم حفره برای نشان دادن رابطه بین تکامل کاویتاسیون و نوسانات فشار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهند که منحنی شتاب حجمی حفره‌ای به خوبی با ویژگی‌های اصلی نوسانات فشار وابسته به زمان به جز مولفه فرکانس بالا، بخوبی شناخته شده‌است. بنابراین، شتاب حجمی حفره منبع اصلی نوسانات فشار ناشی از کاویتاسیون می‌باشد. به این نکته اشاره شده‌است که نوسانات فشار ناشی از کاویتاسیون در طول سطح مکش هیدروفویل اعمال‌شده و با فشار روی سطح فشار در the of پیچیده همزمان می‌شوند. علاوه بر این، نوسانات فشار بر روی سطح فشار به سمت مرکز از هم the و هم دنباله of، با حداقل در ۶۰ % طول chord از لبه جلویی، کاهش می‌یابد.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.