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Investigación numérica del campo de flujo de chorro cavitante con diferentes modelos de turbulencia

Autores: Li, Lidong; Xu, Yan; Ge, Mingming; Wang, Zunce; Li, Sen; Zhang, Jinglong

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Investigación numérica del campo de flujo de chorro cavitante con diferentes modelos de turbulencia


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Industrias
Chorro cavitante
Campo de flujo
Modelo LES
Periodo de desprendimiento
Nubes cavitantes

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En numerosas industrias como la perforación, el granallado, la limpieza, etc., se adopta un chorro cavitante. Sin embargo, es desafiante simular numéricamente el campo de flujo cavitante con precisión. El campo de flujo de la boquilla de cavitación de tubo de órgano se simula en esta investigación utilizando los modelos de turbulencia RNG -, DES y LES. El modelo LES puede predecir de forma más precisa el desprendimiento periódico de una nube cavitante, lo cual es básicamente consistente con la morfología del chorro capturada con una cámara de alta velocidad. Se analizan el patrón de flujo, la evolución de la nube cavitante y el periodo de desprendimiento de un chorro cavitante. Los hallazgos demuestran que el modelo LES produce un efecto cavitante dentro de la boquilla que es superior a los producidos por los modelos RNG - y DES. Los anillos de vórtice en la sección de difusión se simulan utilizando el modelo LES, lo que acelera la cavitación. Las nubes cavitantes de la boquilla de tubo de órgano muestran evoluciones periódicas, con etapas de generación, desarrollo, desprendimiento y colapso. El desprendimiento periódico de las nubes cavitantes exhibe un patrón similar en las vorticidades simuladas utilizando el modelo LES, y las vorticidades muestran las estructuras a pequeña escala donde las burbujas cavitantes colapsan. Este estudio puede proporcionar una referencia para la simulación de un chorro cavitante y el análisis del mecanismo cavitante.

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