캐비테이션

Autodesk® CFD에 사용되는 캐비테이션 모형은 참조 3에 설명되어 있습니다. 요약하자면, 캐비테이션은 반지름이 고정된 구형 증기 버블로 표현됩니다. 이러한 버블은 유체에 있는 비응축형 가스 입자에 형성됩니다. 따라서 캐비테이션 흐름에는 세 가지 구성요소인 비응축형 가스(아래 첨자 "g" 표시), 액체 상태(아래 첨자 "l" 표시) 및 증기 단계(아래 첨자 "v" 표시)가 있습니다. 비응축형 가스의 질량 분율은 고정되어 있고 액체에 잘 혼합된다고 가정됩니다. 이러한 가정에 따라 액체 상태 및 비응축형 가스가 단일 체적 분율 로 결합될 수 있습니다. 이 체적 분율은 스칼라 전송 방정식을 사용하여 추적됩니다.

• 는 결합된 비응축형 가스 및 액체 단계의 밀도입니다.
• 는 속도 벡터입니다.
• 는 액체 단계의 소스입니다(응축되는 증기 영역).
• 는 증기 단계의 소스입니다(증발되는 액체 단계).

액체 단계 소스 항 는 다음과 같이 작성됩니다.

• 는 증기 단계의 밀도입니다.
• 는 평균 버블 반지름입니다.
• pv는 액체의 증기압입니다.
• p는 로컬 압력입니다.
• 은 액체 밀도입니다.
• 는 비응축형 가스의 체적 분율입니다.
• 는 증기 단계의 체적 분율입니다.

체적 분율 가 계산되면 혼합 밀도를 계산할 수 있습니다. 이 밀도는 연속성, 모멘텀 및 기타 스칼라 방정식을 푸는 데 사용됩니다. Autodesk® CFD에서는 증기 단계의 체적 분율 를 플로팅할 수 있습니다.

이 체적 분율의 윤곽 플롯은 캐비테이션 버블이 있는 영역을 보여 줍니다. 이 체적 분율의 값은 버블을 포함하는 로컬 유체 체적의 분율을 나타냅니다.