Перевод названия: CAVITATION ON A SEMI-CIRCULAR LEADING-EDGE FLAT PLATE AND NACA0015 HYDROFOIL: VISUALIZATION AND VELOCITY MEASUREMENTS
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2014
Ключевые слова: cavitation, partial cavities, cavitation pattern, 2D hydrofoils, high-speed imaging, piv
Аннотация: С применением высокоскоростной визуализации и анемометрии по изображениям частиц (метод Particle Image "Velocimetry - PIV) были исследованы кавитирую-щие течения вблизи плоской пластины с закругленной носовой частью и гидрокрыла NACA0015 при углах атаки от 0 до 9 град. В экспериментах при вариации числа кавитации было зарегистрировПоказать полностьюано несколько известных типов кавитации, а также некоторые отличия. Так, при малых углах атаки (до 3 град.) кавитация на пластине возникает в форме массива стриков, тогда как на гидрокрыле - в виде отдельных пузырей. Для гидрокрыла NACA0015 на режимах с развитой кавитацией разрозненные и перемежающиеся стрики делятся и увеличиваются, но впоследствии сливаются в облака пузырей, формируя крайне регулярную ячеистую структуру. При увеличении угла атаки до 9 град. структура кавитационной каверны на гидрокрыле изменяется на стриковую, как в случае с пластиной. Структура каверны на пластине не претерпевает существенных изменений при увеличении угла атаки. В работе показано, что метод PIV позволяет измерять скорость в кавитирующих течениях, в т.ч. в пределах парогазовой фазы. Из анализа распределений средней скорости течения и моментов флуктуаций скорости было установлено, что зарождение кавитации обусловлено развитием потока несущей жидкости вблизи передней кромки гидропрофиля. Однако вниз по потоку структура течения сильно зависит от режима кавитации, что видно из сравнения распределений со случаем однофазного потока. Настоящие измерения качественно подтверждают общие тенденции и показывают некоторые количественные отличия для двух рассматриваемых тел обтекания. Cavitating flows around a flat plate with semi-circular leading edge and a NACA0015 hydrofoil at attack angles ranging from 0° to 9° and with varying cavitation number are investigated using high-speed-imaging visualization (HIV) and particle image velocimetry (PIV). Several known types of cavitation common to both foils, but also some different patterns, were observed. At small angles of incidence (less than 3°), cavitation on the plate begins in the form of a streak array (bubble-band) whereas on the hydrofoil as travelling bubbles. For the regimes with developed cavitation on the NACA0015 hydrofoil, the scattered and discontinuous bubble streaks branch and grow but subsequently merge into bubble clouds forming a remarkably regular lattice pattern. Once the incidence angle increased to 9°, the cavitation on the hydrofoil changed to a streaky pattern like that on the plate at zero attack angle, whereas the regime on the plate showed no significant changes. The PIV method proved to be usable for measuring the instantaneous velocity also in the gas-vapour phase, albeit with reduced accuracy. The time-averaged velocity and terbulence moments show that the incipience of cavi-tation is governed by the devolopment of the carrier-fluid flow around the foil leading edges, but the subsequent flow pattern depends strongly on the cavitation regime displaying markedly different distributions compared to the noncavitating case. The measurements confirm qualitatively the reported in the litetarure, but show also some quantitative differences, notably between the two foils considered.
Журнал: Известия Российской академии наук. Энергетика
Выпуск журнала: № 4
Номера страниц: 96-106
ISSN журнала: 00023310
Место издания: Москва
Издатель: Федеральное государственное унитарное предприятие Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Наука