ẢNH HƯỞNG CỦA MÔ HÌNH ĐỘ NHỚT RỐI LÊN MÔ PHỎNG  DÒNG XÂM THỰC TRONG NƯỚC Ở  NHIỆT ĐỘ CAO

Lê Đình Anh; Nguyễn Hoàng Quân; Ngô Ích Long; Trương Văn Thuận; Trương Việt Anh

doi:10.34238/tnu-jst.5387

ẢNH HƯỞNG CỦA MÔ HÌNH ĐỘ NHỚT RỐI LÊN MÔ PHỎNG DÒNG XÂM THỰC TRONG NƯỚC Ở NHIỆT ĐỘ CAO

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 27/12/21 Ngày hoàn thiện: 12/05/22 Ngày đăng: 16/05/22

Các tác giả

1. Lê Đình Anh , Viện Công nghệ Hàng không Vũ trụ, Trường Đại học Công nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội
2. Nguyễn Hoàng Quân, Viện Công nghệ Hàng không Vũ trụ, Trường Đại học Công nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội
3. Ngô Ích Long, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
4. Trương Văn Thuận, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
5. Trương Việt Anh, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Tóm tắt

Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của các mô hình rối lên mô phỏng dòng xâm thực trong môi trường nước ở nhiệt độ cao. Dòng chảy qua biên dạng cánh NACA0015 được mô phỏng sử dụng mô hình đồng nhất cho dòng nén được, ba pha nước - hơi bão hòa - khí không hòa tan. Ba mô hình độ nhớt rối được tính toán bao gồm mô hình độ nén, mô hình sửa đổi Reboud và mô hình VLES. Mô phỏng được thực hiện với nước ở nhiệt độ 25^oC, 50^oC và 70^oC với góc tấn 5^o và 8^o. Kết quả mô phỏng được so sánh tương quan với kết quả thực nghiệm của phân bố hệ số áp suất -C_p trên cánh của Cervone và các cộng sự ở hệ số xâm thực s = 2.5 và 1.5. Kết quả cho thấy mô hình hóa độ nhớt rối có tác động lớn đến sự phân bố tỉ lệ thể tích khí xâm thực và phân bố năng lượng rối trên biên dạng cánh. Ba mô hình độ nhớt rối cho kết quả phân bố hệ số áp suất -C_p tốt so với thực nghiệm. Trong đó, mô hình độ nén cho kết quả tốt nhất so với thực nghiệm ở các nhiệt độ khác nhau.

Từ khóa

Xâm thực; Mô hình rối; Mô hình đồng nhất; VLES; Độ nhớt

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] J.-P. Franc, C. Rebattlet, and A. Coulon, “An Experimental Investigation of Thermal Effects in a Cavitating Inducer,” ASME J. of Fluids Eng., vol. 126, pp. 716-723, 2004.

[2] Y. Iga, M. Nohmi, A. Goto, B. R. Shin, and T. Ikohagi, “Numerical Study of Sheet Cavitation Breakoff Phenomenon on a Cascade Hydrofoil,” ASME J. Fluids Eng., vol. 125, pp. 643-651, 2003.

[3] Anh Dinh Le, J. Okajima, and Y. Iga, “Modification of Energy Equation for Homogeneous Cavitation Simulation with Thermodynamic Effect,” ASME J. Fluids Eng., vol. 141, no. 8, p. 081102-1-12, 2019.

[4] A. D. Le, J. Okajima, and Y. Iga, “Numerical Simulation Study of Cavitation in Liquefied Hydrogen,” Cryogenics, vol. 101, pp. 29-35, 2019.

[5] A. D. Le, T. H. Phan, and T. H. Tran, “Assessment of a Homogeneous Model for Simulating a Cavitating Flow in Water under a Wide Range of Temperatures,” ASME J. Fluids Eng., vol. 143, no. 10, p. 101204-1-10, 2021.

[6] A. D. Le, “Study of Thermodynamic Effect on the Mechanism of Flashing Flow under Pressurized Hot Water by a Homogeneous Model,” ASME J. Fluids Eng., vol. 141, no. 1, p. 011206-1-11, 2022.

[7] G. H. Schnerr and J. Sauer, “Physical and numerical modeling of unsteady cavitation dynamics,” presented at 4^th International Conferences on Multiphase Flow, New Orleans, USA, 2001.

[8] A. Singhal, M. Athavale, H. Li, and Y. Jiang, “Mathematical Basis and Validation of the Full Cavitation Model,” ASME J. Fluids Eng., vol. 124, no. 3, pp. 614-624, 2002.

[9] P. J. Zwart, A. G. Gerber, and T. Belamri, “A two-phase flow model for predicting cavitation dynamics,” presented at 5^th International Conference on Multiphase Flow, Yokohama, Japan, 2004.

[10] Y. Saito, R. Takami, I. Nakamori, and T. Ikohagi, “Numerical analysis of unsteady behavior of cloud cavitation around a NACA0015 foil,” Comput. Mech., vol. 40, pp. 85-96, 2007.

[11] O. Coutier-Delgosha, R. Fortes-Patella, and J. L. Reboud, “Evaluation of Turbulence Model Influence on the Numerical Simulation of Unsteady Cavitation,” ASME J. Fluids Eng., vol. 125, no. 1, pp. 38-45, 2003.

[12] D. C. Wilcox, Turbulence Modeling for CFD, DCW Industries, Inc., 1994, ISBN 0-9639051-0-0.

[13] S. T. Johansen, J. Wu, and W. Shyy, “Filter based Unsteady RANS Computations,” Int. J. Heat and Fluid Flows, vol. 25, no. 1, pp. 10-21, 2011.

[14] A. Cervone, C. Bramanti, E. Rapposelli, and L. Agostino, “Thermal Cavitation Experiments on a NACA0015 Hydrofoil,” ASME J. of Fluids Eng., vol. 128, pp. 326-331, 2006.

[15] H. C. Yee, Upwind and Symmetric Shock - Capturing Schemes, NASA Technical Memorandum 89464, 1987.

[16] A. D. Le and T. H. Tran, “Improvement of Mass Transfer Rate Modeling for Prediction of Cavitating Flow,” J. Applied Fluid mechanics, vol.15, no. 2, pp. 551-561, 2022.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.5387

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ