Park, Warn-Gyu;Koo, Tae-Kyoung;Jung, Chul-Min;Lee, Kurn-Chul
한국전산유체공학회:학술대회논문집
/
2008.10a
/
pp.327-333
/
2008
The cavitating flow simulation is of practical importance for many engineering systems, such as marine propellers, pump impellers, nozzles, injectors, torpedoes, etc. The present work has developed a base code for simulating cavitating flows past cylinders and hydrofoils. The governing equation is the Navier-Stokes equation based on homogeneous mixture model. The momentum and energy equation is in the mixture phase while the continuity equation is solved in liquid and vapor phase, separately. The solver employs an implicit preconditioning algorithm in curvilinear coordinates. The computations have been carried out for the cylinders with spherical, 1- and 0-caliber forebody and hydrofoil of ALE and NACA cross-section and, then, compared with experiments and other numerical results. Fairly good agreements with experiments and numerical results have been achieved. The present base code has shown the feasibility to solve the cavitating flow past supercavitating torpedo after the improvement for compressibility effects and interactions with hot exhaust gas of propulsive rocket.
Characteristics of flow rate control has been studied for a cavitating venturi adopted in a liquid rocket propellant feed system. Numerical simulation has been peformed to give about $10\%$ discrepancy of mass flow rate to the experimental data for cavitating flow regime. Mass flow rate is confirmed to be saturated for pressure difference higher than $3\times10^5$pa when the upstream pressure is fixed to $22.8\times10^5$pa and the downstream pressure is varied. The evaporation amount depends substantially to non-condensable gas concentration. However the mass flow rate characteristic is relatively insensitive to the mass fraction of non-condensable gas. So it is reduced by only $2\%$ when the non- condensable gas concentration is increased from 1.5PPM to 150PPM. From the previous comparison the expansions of the non-condensable gas and the evaporation of liquid are verified to have same effect to pressure recovery.
A compressible two-fluid two-phase flow computation model using the stiffened-gas equation of state is formulated. Since the conservation equation system is of mixed type, it gives complex eigenvalues. The sonic speeds obtained from the individual single phase have been simply used in the literature for the fastest wave speeds necessary in the HLL scheme. This method has worked fine but proved to be quite diffusive according to our test. To improve the accuracy, we here propose to utilize the analytic eigenvalues evaluated from an approximate Jacobian matrix lot the fastest wave speeds. The interfacial transfer terms were dropped in constituting the Jacobian matrix for this purpose. The present scheme proved efficient, robust and accurate in comparison with other existing methods. We solved the cavitating flow problem using the present scheme. The result shows more detailed wave structure in the cavitating process caused by the strong expansion waves.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
/
v.4
no.3
/
pp.256-266
/
2012
Cavitating flow simulation is of practical importance for many engineering systems, such as marine propellers, pump impellers, nozzles, torpedoes, etc. The present work has developed the base code to solve the cavitating flows past the axisymmetric bodies with several forebody shapes. The governing equation is the Navier-Stokes equation based on homogeneous mixture model. The momentum is in the mixture phase while the continuity equation is solved in liquid and vapor phase, separately. The solver employs an implicit preconditioning algorithm in curvilinear coordinates. The computations have been carried out for the cylinders with hemispherical, 1-caliber, and 0-caliber forebody and, then, compared with experiments and other numerical results. Fairly good agreements with experiments and numerical results have been achieved. It has been concluded that the present numerical code has successfully accounted for the cavitating flows past axisymmetric bodies. The present code has also shown the capability to simulate ventilated cavitation.
Kim, Je-In;Park, Il-Ryong;Kim, Ki-Sup;Ahn, Jong-Woo
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
/
v.54
no.3
/
pp.215-226
/
2017
This paper presents numerical results of the performance of a marin propeller in cavitating and non-cavitating flow conditions. The geometry and experimental validation data of the propeller are provided in Potsdam Propeller Test Case(PPTC) in the framework of the second International Symposium on Marine Propulsors 2011(SMP'11) workshop. The PPTC includes open water tests, velocity field measurements and cavitation tests. The present numerical analysis was carried out by using the Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) method on a wall-resolved grid ensuring a y+=1, where the SST k-${\omega}$ model was mainly used for turbulence closure. The influence of the turbulence model was investigated in the prediction of the wake field under a non-cavitating flow condition. The propeller tip vortex flows in both cavitating and non-cavitating conditions were captured through adaptation of additional grids. For the cavitation flows at three operation points, Schnerr-Sauer's cavitation model was used with a Volume-Of Fluid(VOF) approach to capture the two-phase flows. The present numerical results for the propeller wake and cavitation predictions including the open water performance showed a qualitatively reasonable agreement with the model test results.
Super-cavitating flows around under-water bodies are being studied for drag reduction and dramatic speed increase. In this paper, high speed super-cavitating flow around a two-dimensional symmetric wedge-shaped body were studied using an unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes equations solver based on a cell-centered finite volume method. To verify the computational method, flow over a hemispherical head-form body was simulated and validated against existing experimental data. Various computational conditions, such as different wedge angles and caviation numbers, were considered for the super-cavitating flow around the wedge-shaped body. Super-cavity begins to form in the low pressure region and propagates along the wedge body. The computed cavity lengths and velocities on the cavity boundary with varying cavitation number were validated by comparing with analytic solution.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
/
v.2
no.1
/
pp.39-44
/
2010
Recently underwater systems moving at high speed such as a super-cavitating torpedo have been studied for their practical advantage of the dramatic drag reduction. In this study we are focusing our attention on super-cavitating flows around axisymmetric cavitators. A numerical method based on inviscid flow is developed and the results for several shapes of the cavitator are presented. First using a potential based boundary element method, we find the shape of the cavtiator yielding a sufficiently large enough cavity to surround the body. Second, numerical predictions of supercavity are validated by comparing, with experimental observations carried out in a high speed cavitation tunnel at Chungnam National University (CNU CT).
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
/
v.18
no.3
/
pp.84-91
/
2014
The flow rate control of a cavitating venturi has been investigated with downstream pressure variation. A set of cavitating venturies for a liquid rocket engine thrust chamber firing test facility have been designed and manufactured. The flow characteristics of the cavitating venturies have been analyzed by experimental and computational methods. Results showed that constant mass flow rate condition was established by the cavitation inside the venturi. However, upstream pressure less than the actual design pressure of the cavitating venturi could not supply a constant flow rate.
Cavitating flow simulation is of practical importance for many engineering systems, such as marine propellers, pump impellers, nozzles, injectors, torpedoes, etc. The present work has focused on the simulation of cavitating flow past cylinders with strong side flows. The governing equation is the Navier-Stokes equation based on the homogeneous mixture model. The momentum and energy equation is in the mixture phase while the continuity equation is solved liquid and vapor phase, separately. An implicit dual time and preconditioning method are employed for computational analysis. For the code validation, the results from the present solver have been compared with experiments and other numerical results. A fairly good agreement with the experimental data and other numerical results have been obtained. After the code validation, the strong side flow was applied to include the wake flow effects of the submarine or ocean tide.
A high resolution scheme for solving gas-liquid two-phase flows with cavitation is described. This scheme uses the curvilinear coordinate grid and solves the density based momentum equations for mixture of gas-liquid medium with a preconditioning method to treat both compressible and incompressible flow characteristics. The present preconditioned method is based on the Runge-Kutta explicit finite-difference scheme, and is improved by using the diagonalization, the flux difference splitting and the MUSCL-TVD schemes to save computational effort and to increase stability and resolvability, especially at gas-liquid contact surfaces. A homogeneous equilibrium cavitation model is used to treat the gas-liquid two-phase medium in cavitating flow as a locally homogeneous pseudo-single-phase medium. Therefore, it is easy to solve cavitating flow, including wave propagation, large density changes and incompressible flow characteristic at low Mach number. Some numerical results obtained by the present scheme are shown.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.