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Modelado de Cavitación Acústica Usando un Algoritmo Basado en Presión para Fluidos Politrópicos

Autores: Denner, Fabian; Evrard, Fabien; van Wachem, Berend

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Modelado de Cavitación Acústica Usando un Algoritmo Basado en Presión para Fluidos Politrópicos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Cavitación acústica
Marco de volumen finito
Sistemas de gas-líquido politrópicos
Discretización conservativa de volumen finito
Método de volumen de fluidos
Dinámica de burbujas impulsadas por presión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se propone un algoritmo completamente acoplado basado en presión y un marco de volumen finito para la simulación de la cavitación acústica de burbujas en sistemas de gas-líquido politrópicos. El algoritmo se basa en una discretización conservadora de volumen finito con disposición de variables colocalizadas, en la que las ecuaciones de gobierno discretizadas se resuelven en un único sistema lineal de ecuaciones para presión y velocidad. La densidad se describe mediante el modelo de gas endurecido politrópico de Noble-Abel y la interfaz entre las fases volumétricas interactivas se captura mediante un método algebraico de Volumen de Fluido (VOF) de última generación. El nuevo algoritmo numérico se valida utilizando casos de prueba representativos de la interacción de ondas acústicas con la interfaz gas-líquido, así como la dinámica de burbujas impulsadas por presión en dominios infinitos y confinados, mostrando una excelente concordancia de los resultados obtenidos con el algoritmo propuesto en comparación con la teoría acústica lineal, el modelo de Gilmore y experimentos de alta fidelidad.

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