Spatially resolved simulations of the non-equilibrium cavitation bubble dynamics including vapor and air transport

  • The main purpose of this study is to gain a profound knowledge of the interaction between cavitation and air release by investigating the complex field of bubble dynamics and its associated vapor and air fluxes under non-equilibrium conditions. For achieving this goal, the governing differential equations are solved numerically, including conservation of mass, momentum, and energy both within and outside the bubble. In contrast to existing models, the whole complete thermodynamics has been implemented into the model based on validated experimental data sets, allowing to utilize the model for different liquids and liquid mixtures. This model, with detailed explanation of transport processes, with the least simplifying assumptions, and the high level of accuracy can be applied into the CFD codes and can be utilized as a proper cavitation model.
  • Der Hauptzweck dieser Studie ist es, ein profundes Wissen über die Wechselwirkung zwischen Kavitation und Luftfreisetzung zu erlangen, indem das komplexe Feld der Blasendynamik und die damit verbundenen Dampf- und Luftflüsse unter Nichtgleichgewichtsbedingungen untersucht werden. Um dieses Ziel zu erreichen, werden die maßgeblichen Differentialgleichungen numerisch gelöst, einschließlich der Erhaltung von Masse, Impuls und Energie innerhalb und außerhalb der Blase. Die gesamte Thermodynamik wurde auf der Grundlage validierter experimenteller Datensätze in das Modell implementiert, sodass das Modell für verschiedene Flüssigkeiten und Flüssigkeitsgemische verwendet werden kann. Dieses Modell mit detaillierter Erklärung der Transportprozesse und der hohen Genauigkeit kann auf die CFD-Codes angewendet und als geeignetes Kavitationsmodell verwendet werden.

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Metadaten
Author:Mehrdad NickaeenGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-70272
DOI:https://doi.org/10.13154/294-7027
Referee:Jeanette HussongGND, Harald Kruggel-EmdenGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2020/03/03
Date of first Publication:2020/03/03
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau
Date of final exam:2019/11/15
Creating Corporation:Fakultät für Maschinenbau
GND-Keyword:Kavitation; Diffusion; Transportprozess; Numerische Strömungssimulation; Thermodynamik
Institutes/Facilities:Lehrstuhl für Hydraulische Strömungsmaschinen
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau
faculties:Fakultät für Maschinenbau
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht