Computational Examination of Unsteady Cavitating Flow Characteristics on a 2D NACA66 Profile by Utilizing OpenFOAM®

Authors : Samir Arda OĞUR, Emre ALPMAN

Pages : 288-304

Doi:10.7240/jeps.1032186

View : 13 | Download : 6

Publication Date : 2022-06-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Akış mekanizmasının karmaşıklığı, kavitasyondaki en önemli problemlerden biridir. Bu çalışmada, OpenFOAM® yazılımı kullanılarak bir NACA66 hidrofili etrafındaki kavitasyonlu akışın ayrıntılı sayısal incelemeleri yapılmıştır. Kavitasyonlu akışın dinamik ve kararsız davranışları, k-ω SST türbülans modeli kullanılarak çözülmüştür. Hesaplamalar için Schnerr-Sauer kavitasyon modeli kullanılmıştır. Sırasıyla “Durum 1” ve “Durum 2” olarak adlandırılan çıkış basıncı koşullarına paralel olarak farklı kavitasyon sayılarına sahip iki farklı 6° ve 8° hücum açısı için sayısal simülasyonlar yapılmıştır. Sonuçlar, Leroux çalışmasının deneysel ve sayısal sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Leroux deneylerine kıyasla her iki durumda da salınım döngüleri ve akış özellikleri başarılı bir şekilde elde edildi. Yeniden giren jet olarak adlandırılan mekanizmanın, iki durumda da kavitasyon kopmasından birincil olarak sorumlu olduğu gösterildi. Bu mekanizma iki adımdan oluşur: 1); ana bulut ayrılmasına kadar tekrarlı ikincil bulut dökülmesiyle sonuçlanan, yeniden giriş akışı ile kavitasyon arayüzü arasındaki, kapanma bölgesindeki bir etkileşim ve 2); ana bulutun çökmesi tarafından tetiklenen kalan kavitasyonun gelişimini etkileyen bir şok dalgası şeklindedir. Bu çalışmanın ana katkısı, Schnerr-Sauer kavitasyon modeli ile k-ω SST türbülans modelinin kullanılmasının kavitasyon dinamikleri, basınç dağılımı ve kavitasyon formu gibi akış özelliklerinin tahmin edilmesi üzerindeki etkisini incelemektir. Basınç dalgalanmaları ve kavitasyon dinamikleri için kabul edilebilir doğruluk gözlemlenmiştir.
Keywords : kavitasyon, kavitasyon kopması, k ω SST model, NACA66 hidrofil, OpenFOAM®