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Investigación Numérica de los Efectos de la Cavitación en la Separación de Vórtices de un Hidroala con Biselado en el Borde de Salida

Autores: Chen, Jian; Geng, Linlin; Escaler, Xavier

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Investigación Numérica de los Efectos de la Cavitación en la Separación de Vórtices de un Hidroala con Biselado en el Borde de Salida


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Desprendimiento de vórtices
Efectos de cavitación
Hidroala
Investigación numérica
Campo de flujo
Frecuencia de desprendimiento

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La cavitación por vórtices puede aparecer en el flujo de estela de los hidroalas, induciendo consecuencias no deseadas como vibraciones o comportamientos inestables en maquinaria y sistemas hidráulicos. Para investigar los efectos de la cavitación en la separación de vórtices de los hidroalas, se ha llevado a cabo una investigación numérica del flujo alrededor de un NACA0009 2D con un borde de salida romo en condiciones de cavitación libre y en dos grados de desarrollo de cavitación, mediante el modelo de cavitación de Zwart y el modelo de turbulencia LES WALE, que permite predecir la transición de laminar a turbulento de las capas límite. Para analizar el comportamiento dinámico del proceso de separación de vórtices y las estructuras coherentes, se han aplicado dos métodos de identificación basados en los marcos de referencia euleriano y lagrangiano al campo de flujo no estacionario simulado. Se ha encontrado que la ocurrencia de cavitación en la estela cambia significativamente las características principales de la separación de vórtices, incluyendo la morfología de los vórtices, la longitud de formación de vórtices, la altura efectiva del flujo cercano a la estela y la frecuencia de separación. Los resultados numéricos predicen que la forma circular de los vórtices cambia a una forma elíptica y que la frecuencia de separación de vórtices aumenta significativamente bajo condiciones de cavitación. La principal razón del aumento de la frecuencia parece ser la reducción en la separación transversal entre las filas superior e inferior de vórtices inducida por el aumento en la longitud de formación de vórtices.

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