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Título : Estudio numérico del comportamiento del flujo en un túnel de cavitación utilizando RANS con el modelo de turbulencia Scale-Adaptive Simulation (SAS) en un entorno OpenFOAM
Title : Numerical study of flow behavior in a cavitation tunnel using RANS with Scale-Adaptive Simulation (SAS) turbulence model in an OpenFOAM framework
Autor : Hidalgo Diaz, Victor Hugo
Suaréz, G
Erazo, J
Puga, Diana
Márquez, D
Benavides Cevallos, Ignacio Bayardo
Cando, E
Valencia, E
Luo, X
Orcid: https://orcid.org/0000-0003-4732-2421
https://orcid.org/0009-0008-6996-2415
https://orcid.org/0000-0003-3332-8523
Tipo docuemento: Article
Palabras clave : HIDRODINÁMICA;SIMULACIÓN NUMÉRICA;MODELO RANS
Keywords : HYDRODYNAMIC CAVITATION;VENTURI TUNNEL;NUMERICAL SIMULATION;RANS MODEL
Fecha de publicación : 3-dic-2025
Fecha de creación : 15-jun-2021
Editorial : IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science
Resumen : El presente artículo se centra en el estudio del flujo a través de un túnel Venturi de cavitación. Motivados por los resultados obtenidos en los estudios “Simultaneous observation of cavitation structures and cavitation erosion” y “Combined numerical and experimental investigation of the cavitation erosion process” de Dular et al., se generó una malla estructurada basada en trabajos previos utilizando el software libre GMSH. El estudio numérico se realizó empleando las ecuaciones de Navier-Stokes con la aproximación RANS. Para ello, se aplicó el modelo de turbulencia k–ω–SST SAS y el modelo de cavitación Zwart-Gerber-Belamri implementado en OpenFOAM. Los resultados muestran los fenómenos asociados a la fracción de volumen de vapor, donde se aprecia la formación, crecimiento, desprendimiento y colapso de la nube de cavitación. Estos resultados concuerdan con los estudios previamente mencionados. Además, los resultados evidencian la formación de picos de presión correspondientes al desprendimiento y colapso de la nube durante el ciclo de cavitación, lo cual constituye la principal causa de erosión. Se concluye que el modelo predice satisfactoriamente el comportamiento de los fenómenos con un ∆t = 9 × 10⁻⁶ s, siendo adecuado para capturar gradientes adversos de presión.
Abstract: The present paper focuses on the study of flow through a cavitation Venturi tunnel. Motivated by the results obtained in the studies of “Simultaneous observation of cavitation structures and cavitation erosion” and “Combined numerical and experimental investigation of the cavitation erosion process” by Dular et al. A structured mesh based on previous studies has been generated using the free software GMSH. The numerical study was performed using the Navier-Stokes equations with RANS approximation. For that, the k− ω − SST SAS turbulence model and the implemented Zwart-Gerber-Belamri have been applied in OpenFOAM. The results show that the phenomena in a vapor volume fraction where the formation, growth, detachment and collapse of the cavitation cloud can be appreciated. These results agree with the aforementioned studies. Furthermore, the results show the peak pressure formation corresponding to the detachment and collapse of the cloud during the cavitation cycle, which is the main reason for erosion. It is concluded that the model satisfactorily predicts the phenomena behavior on a ∆𝑡 = 9 × 10−6 [s] being suitable to capture adverse pressure gradients.
URI : https://repositorio.utn.edu.ec/handle/123456789/18103
Url del recurso: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/774/1/012023
ISSN : 1755-1315
Ciudad. País: Ibarra. Ecuador
Grado Académico: N/A
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