Another approach in modelling cavitating flows

Abstract

A cavitating-flow calculation method is presented, based on the panel technique with minimization of a certain vector characterizing the discretion error which may become important under cavitating conditions. Several practical examples are presented: partial cavitation on an isolated foil, cavitation behind a blunt-ended body, and the problem of two cavities around an axisymmetrical body. In the case of partial cavitation, the Joukowski condition and tangential outlet condition can be satisfied by the form of the error vector. The cavity-wake modelling problem is not extensively dealt with. It is shown, however, that in order to obtain a satisfactory cavity length/cavitation number ratio, it is probably necessary to introduce a displacement thickness behind the near wake of the cavity which does not close on the body according to a separated flow scheme analagous to the wake, as introduced previously by Yagamuchi & Kato (1983). The method is shown to be capable, after a few minor modifications, of dealing with the case of bodies with a rounded rear edge. Even so, the advantage is essentially didactic as the problem of predicting the position of separation points is not treated. The problem of two cavities around axisymmetrical bodies has a more obvious practical interest. The nonlinear closure condition of each cavity is exactly satisfied by an iterative resolution scheme in which allowance is made for the presence of an axial gravity field.

Calculs de poche de cavitation sur des profils de machines hydrauliques

“…Le calcul en cavitation s'effectue selon une méthode très similaire à celle développée par ROWE et LEMONNIER [10]. La forme de la cavité et le coefficient de cavitation CT correspondant à sa longueur sont établis en utilisant une méthode itérative.…”

Etude synthétique du problème de la modélisation des écoulements partiellement cavitants

“…La validité du modèle est alors corroborée par la comparaison des gradients de pression théoriques et expérimentaux s'établissant longitudinalement, dont principalement la valeur de la recompression. A noter que dans le cas d'un modèle fermé la recompression peut s'ajuster, mais dans une mesure assez faible [12] ; la loi f (a) dépend légèrement de cet ajustement. Remarquons enfin qu'il existe une incertitude sur le relevé de la longùeur moyenne, ce qui crée une difficulté d'interprétation lorsque la cavité pulse.…”

“…La dernière approximation mentionnée peut être levée en adjoignant à l'arrière de la cavité une zone de transition Be (modèles l' à 4' de la figure 2) permettant à la vitesse d'évoluer de manière non discontinue. Une méthode simple [12] consiste à raccorder la valeur de la vitesse normale sur la cavité, qui est non nulle avant la convergence de la géométrie, à une valeur nulle sur le corps. On est alors amené à écrire dans la zone de transition une condition limite du type: …”

“…Le cas qui nous intéresse de la cavitation partielle fut traité par NISHIYAMA et ITO [9], YAMAGUCHI et KATa [10], puis à nouveau par ITO [11]. En France, il fallut attendre 1984 pour voir apparaître un premier modèle numérique non linéaire de cavitation partielle [12]. Entre temps, quelques études ponctuelles [13] et [14] avaient montré la possibilité de traiter le problème « Quasi-stationnaire ».…”

CFD of Complex Three-Dimensional Multiphase Flowfields

“…A class of methods called interface fitting methods has been used explicitly to track and fit the gas/liquid interface with an emphasis on the treatment of cavitating flows. However, these methods [32][33][34][35][36][37] utilize potential flow and closed cavity approximations that are not appropriate for the problem of interest where the interface deforms substantially.…”