NUMERICAL SIMULATION OF FLUID FLOW IN A CHANNEL WITH A LIMITED ARTIFICIAL GAS CAVITY AT THE OUTLET

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The applicability of the Simcenter STAR-CCM+ software package, the two-phase VoF model, and the Schnerr-Sauer cavitation model was assessed for the simulation of flows with a confined artificial cavity, accompanied by developed self-oscillations, transitioning to a discontinuous oscillation regime with large-amplitude pressure and flow rate pulsations. The obtained numerical simulation results for three-dimensional and two-dimensional flows were compared with experimental data. It was shown that the cavity behavior in the numerical simulation qualitatively matches the experimental data.

About the authors

A. A Protsenko

Bauman Moscow State Technical University (National Research University)

Email: protsenko.a@bmstu.ru
Moscow, Russia

P. M Shkapov

Bauman Moscow State Technical University (National Research University)

Email: spm@bmstu.ru
Moscow, Russia

References

  1. Ганиев Р.Ф. Волновая технология и техника. Научные основы, промышленные испытания и их результаты, перспективы использования. М.: Логос, 1993. 127 с.
  2. Егоров И.Т., Садовников Ю.М., Исаев И.И., Басин М.А. Искусственная кавитация. Л.: Судостроение, 1971. 284 с.
  3. Кинелев В.Г., Шкапов П.М. Динамика ограниченной газовой каверны в трубопроводе // ИФЖ. 1991. Т. 61. № 4. С. 578–585.
  4. Кинелев В.Г., Шкапов П.М. Устойчивость колебаний жидкости в гидросистеме с ограниченной газовой полостью в потоке // Теорет. осн. хим. технол. 1997. Т. 31. № 4. С. 301–305.
  5. Шкапов П.М., Благовещенская М.М. Теоретические и прикладные вопросы динамики течений жидкости с ограниченной искусственной газовой каверной. Ч. 1 // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2012. № 3. С. 109–114.
  6. Гартиг Е.Б., Благовещенский И.Г. Прикладные задачи динамики течения жидкости в трубопроводе с ограниченной искусственной газовой каверной // Вестник ННГУ им. Н.И. Лобачевского. 2011. № 4. Ч. 3. С. 705–707.
  7. Козлов И.И., Очеретяный С.А., Прокофьев В.В. О возможности формирования периодических импульсных струй с использованием кавитационных автоколебательных режимов // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2019. Т. 20. № 3. С. 8–8.
  8. Ломакин В.О., Петров А.И., Кулешова М.С. Исследование двухфазного течения в осецентробежном колесе методами гидродинамического моделирования // Машиностроение и компьютерные технологии. 2014. № 9. С. 45–64.
  9. Проценко А.А., Фоменко В.Д., Надточий А.С. Верификация CFD-расчета кавитации с экспериментом // Хлебопечение России. 2024. Т. 68. № 2. С. 18–22.
  10. Blazek J. Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications. 3-rd ed. Elsevier Science, 2015. P. 466.
  11. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.: Энергоатомиздат, 1984. 152 с.
  12. Jiyuan T., Guan Heng Y., and Chaoqun L. Computational Fluid Dynamics: A Practical Approach. Elsevier, 2018. P. 480.
  13. Hirsch C. Numerical сomputation of internal and external flows: the fundamentals of computational fluid dynamics. Elsevier, 2007. 680 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-7506-6594-0.X5037-1
  14. Wilcox D.C. Turbulence Modeling for CFD. DCW Industries, 2006. P. 515.
  15. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. 840 с.
  16. Zikanov O. Essential computational fluid dynamics. John Wiley & Sons, 2019. 362 p.
  17. Черемушкин В.А., Ломакин В.О. Учет влияния шероховатости при моделировании работы дискового насоса // Изв. МГТУ МАМИ. 2023. Т. 17. № 2. С. 157–164.
  18. Шкапов П.М., Благовещенский И.Г., Гартиг Е.Б., Дорошенко С.А. Исследование структуры течений с ограниченной искусственной газовой каверной на научно-учебном гидродинамическом стенде // Инж. журн.: наука и инновации. 2013. № 12 (24). С. 1–9.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).