Avances Recientes en Estudios Experimentales y Numéricos sobre Comportamientos de Nubes y Erosión en Chorros Cavitantes
Autores: Fujisawa, Nobuyuki
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Avances Recientes en Estudios Experimentales y Numéricos sobre Comportamientos de Nubes y Erosión en Chorros Cavitantes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Técnicas experimentales
Comportamiento de erosión
Chorros cavitantes
Presión impulsiva
Comportamiento de nubes
Modelado numérico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Se han revisado los avances recientes en técnicas experimentales para visualizar el comportamiento de las nubes, la formación de cavidades y la erosión en chorros cavitantes. Para caracterizar el comportamiento de erosión de los chorros cavitantes y aclarar sus mecanismos de erosión, se han desarrollado diversas técnicas experimentales, como la imagenología de alta velocidad, el método de diferencia de fotogramas, el análisis de descomposición ortogonal adecuada (POD), sensores de cavidades, sensores de fluoruro de polivinilideno (PVDF), imagenología láser de schliere y imagenología de schliere cruzada. Los resultados experimentales demostraron que el mecanismo de erosión de los chorros cavitantes está altamente correlacionado con comportamientos de nubes periódicos, incluyendo el crecimiento, la contracción y el colapso, que generan presión impulsiva en el material de la pared. Esta presión inicia cavidades aleatorias en la superficie de la pared y está asociada con la generación de microchorros causados por el mecanismo de chorro reentrante durante el colapso de la nube cerca de la pared. Se generaron varias ondas de choque en las presiones impulsivas máximas cuando la nube de cavitación colapsó, y se formó un microchorro. Algunos de estos hallazgos experimentales se reprodujeron con éxito en estudios numéricos recientes; sin embargo, aún se necesita un modelado numérico adicional del comportamiento de erosión en chorros cavitantes. Además, el comportamiento de los chorros cavitantes en paredes rugosas requiere un estudio futuro, ya que la tasa de erosión es significativamente mayor que en paredes lisas.
Descripción
Se han revisado los avances recientes en técnicas experimentales para visualizar el comportamiento de las nubes, la formación de cavidades y la erosión en chorros cavitantes. Para caracterizar el comportamiento de erosión de los chorros cavitantes y aclarar sus mecanismos de erosión, se han desarrollado diversas técnicas experimentales, como la imagenología de alta velocidad, el método de diferencia de fotogramas, el análisis de descomposición ortogonal adecuada (POD), sensores de cavidades, sensores de fluoruro de polivinilideno (PVDF), imagenología láser de schliere y imagenología de schliere cruzada. Los resultados experimentales demostraron que el mecanismo de erosión de los chorros cavitantes está altamente correlacionado con comportamientos de nubes periódicos, incluyendo el crecimiento, la contracción y el colapso, que generan presión impulsiva en el material de la pared. Esta presión inicia cavidades aleatorias en la superficie de la pared y está asociada con la generación de microchorros causados por el mecanismo de chorro reentrante durante el colapso de la nube cerca de la pared. Se generaron varias ondas de choque en las presiones impulsivas máximas cuando la nube de cavitación colapsó, y se formó un microchorro. Algunos de estos hallazgos experimentales se reprodujeron con éxito en estudios numéricos recientes; sin embargo, aún se necesita un modelado numérico adicional del comportamiento de erosión en chorros cavitantes. Además, el comportamiento de los chorros cavitantes en paredes rugosas requiere un estudio futuro, ya que la tasa de erosión es significativamente mayor que en paredes lisas.