Численное моделирование нестационарного течения в гидравлической системе с кавитирующей трубкой Вентури на неструктурной расчетной сетке

Abstract

В работе предложена методика численного моделирования нестационарного осесимметричного течения в гидравлической системе с кавитирующей трубкой Вентури. Уравнения математической модели течения включают полные уравнения Навье – Стокса, учет кавитации осуществляется на основе использования баротропного уравнения состояния парожидкостной смеси. Расчеты проводятся на неструктурной расчетной сетке с треугольными элементами. Приведен пример применения указанной методики для расчета кавитационных автоколебаний в гидравлической системе “кавитирующая трубка Вентури – выходной трубопровод”, генерируемых оседлой каверной в трубке Вентури. Результаты расчета сопоставлены с имеющимися теоретическими результатами и экспериментальными данными

У роботі запропоновано методику чисельного моделювання нестаціонарної осесиметричної течії в гідравлічній системі з кавітуючою трубкою Вентурі. Рівняння математичної моделі течії включають повні рівняння Нав’є–Стокса, урахування кавітації здійснюється на основі використання баротропного рівняння стану парорідинної суміші. Розрахунки проводяться на неструктурній розрахунковій сітці з трикутними елементами. Наведено приклад застосування указаної методики для розрахунку кавітаційних автоколивань у гідравлічній системі “кавітуюча трубка Вентурі – вихідний трубопровід”, що генеруються осілою каверною в трубці Вентурі. Результати розрахунку зіставлені з наявними теоретичними результатами й експериментальними даними

The technique of a numerical simulation of unsteady axisymmetrical flow in a hydraulic system with the cavitating Venturi tube is proposed. Mathematical model equations include the Navier-Stokes equations, and the cavitaion is considered from a barotropic equation of the vapor-liquid mixture state. Calculations are carried out using an unstructured grid with triangular elements. The example of this technique for the calculation of cavitation self-excited oscillations in the hydraulic system of the cavitating Venturi tube and outlet pipe generated by the sheet cavity in the Venturi tube is presented. Calculated results are compared with the available theoretical results and the experimental data.