Compressible Two-Phase Viscous Flow Investigations of Cavitation Dynamics for the ITTC Standard Cavitator
Publiceringsår
2020
Upphovspersoner
Viitanen, Ville M.; Sipilä, Tuomas; Sánchez-caja, Antonio; Siikonen, Timo
Abstrakt
In this paper, the ITTC Standard Cavitator is numerically investigated in a cavitation tunnel. Simulations at different cavitation numbers are compared against experiments conducted in the cavitation tunnel of SVA Potsdam. The focus is placed on the numerical prediction of sheet-cavitation dynamics and the analysis of transient phenomena. A compressible two-phase flow model is used for the flow solution, and two turbulence closures are employed: a two-equation unsteady RANS model, and a hybrid RANS/LES model. A homogeneous mixture model is used for the two phases. Detailed analysis of the cavitation shedding mechanism confirms that the dynamics of the sheet cavitation are dictated by the re-entrant jet. The break-off cycle is relatively periodic in both investigated cases with approximately constant shedding frequency. The CFD predicted sheet-cavitation shedding frequencies can be observed also in the acoustic measurements. The Strouhal numbers lie within the usual ranges reported in the literature for sheet-cavitation shedding. We furthermore demonstrate that the vortical flow structures can in certain cases develop striking cavitating toroidal vortices, as well as pressure wave fronts associated with a cavity cloud collapse event. To our knowledge, our numerical analyses are the first reported for the ITTC standard cavitator.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Aalto-universitetet
Siikonen Timo
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Journal/Serie
Förläggare
Volym
10
Nummer
19
Artikelnummer
6985
Sidor
1-23
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
1
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Helt öppen publikationskanal
Parallellsparad
Ja
Publiceringsavgift för öppen tillgång €
2686
Betalningsår för den öppen tillgång publiceringsavgiften
2020
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Matematik; Maskin- och produktionsteknik; Övrig teknik och teknologi
Nyckelord
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Förlagets internationalitet
Internationell
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Ja
DOI
10.3390/app10196985
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja