Modelowanie struktur kawitacji przy opływie profilu

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych zjawiska kawitacji występującego przy opływie łopatki profilu ClarkY wodą. Przepływ odbywał się w komorze o przekroju prostokątnym. Kąt natarcia łopaty wynosił 8°. Symulacje przeprowadzono przy użyciu kodu OpenFOAM. Dla modelu przepływu dwufazowego prowadzono obliczenia niestacjonarne przy założeniu modelu kawitacji Schnerr & Sauer. Przebadano i porównano dwa modele: model 2D oraz model 3D. Wyniki obliczeń porównano pod względem kształtu i dynamiki zmian chmur kawitacyjnych oraz procentowego udziału pary wodnej w domenie w funkcji czasu. Porównano uśrednione w jednym okresie wartości ciśnienia i udziałów objętościowych pary w punktach monitorujących. Obliczenia dla modelu 3D pozwoliły zaobserwować zmienność struktur kawitacyjnych w kierunku prostopadłym do kierunku przepływu wody.

---

The results of numerical simulation of water cavitating flow are shown in the paper, in case of flow over the ClarkY foil. The calculations were performed for flow through a rectangular channel. The angle of attack of the blade was 8°. The simulation was conducted in OpenFOAM software. For the two-phase model the transient calculations were carried out with Schnerr & Sauer cavitation model. The two models: 2D and 3D, were investigated and compared. The results of the calculation were compared regarding the shape and dynamics of cavitation structures and percentage of vapor in the domain in time. The time-averaged pressure and vapor volume fraction values in monitor points located over the foil were compared. The 3D calculations provided information about the fluctuation of cavitation structures in the direction perpendicular to the water flow.