キャビテーション

Autodesk Simulation CFD で使用されるキャビテーション モードは、「Reference 3」に記載されています。要約すると、キャビテーションは固定半径を持つ球形の蒸気泡の存在で表されます。これらの泡は流体に含まれる不凝縮性気体粒子上に形成されます。従って、キャビテーション流れには3つの構成要素が存在します。それらは不凝縮性気体（"g")で表される）、液相（"l"で表される）、蒸気相（"v"で表される）です。不凝縮性ガスの質量分率は一定しており、流体によく混合されているものと仮定します。この仮定により、液相と不凝縮性気体を組み合わせて 1 つの体積分率にすることができます。この体積分率はスカラー輸送方程式で計算されます。

• ここで は不凝縮性気体および液相を合わせた密度、
• は速度ベクトル、
• は液相のソース（凝縮している蒸気領域です）、
• は液相のソース（凝縮している蒸気領域です）です

液相のソース項 は次のように記述できます。

• ここで、 は蒸気相の密度、
• は泡の平均半径、
• pv は液体の蒸気圧です。
• p は局所圧力、
• は液体密度、
• は不凝縮性気体の体積分率、
• は蒸気相の体積分率です。

体積分率が計算された後、混合物の密度が計算されます。この密度を使って、連続、運動量その他のスカラー方程式が処理されます。Autodesk Simulation CFD を使用して、気相の体積分率 を出力することもできます。

この体積分率のコンタープロットにより、キャビテーション泡が存在する部分を特定することができます。この体積分率の値は、泡を含む局所液体体積の割合を示します。