La cavitation fait partie des ph\u00e9nom\u00e8nes les plus critiques et co\u00fbteux dans les turbomachines travers\u00e9es par des liquides. Elle limite la plage de fonctionnement, diminue le rendement, provoque du bruit et des vibrations \u2013 et peut, dans le pire des cas, entra\u00eener des dommages mat\u00e9riels irr\u00e9versibles en peu de temps. La simulation de la cavitation bas\u00e9e sur la CFD est aujourd'hui l'outil le plus fiable pour contrer efficacement ce ph\u00e9nom\u00e8ne d\u00e8s la phase de conception.<\/p>\n\n\n\n
Cavitation<\/strong> d\u00e9crit l'\u00e9vaporation locale d'un liquide r\u00e9sultant d'une chute de pression en dessous du point d'\u00e9bullition d\u00e9pendant de la pression de vapeur \u2013 sans augmentation de temp\u00e9rature. Dans les turbomachines, cette chute de pression se produit g\u00e9n\u00e9ralement aux endroits de vitesse d'\u00e9coulement \u00e9lev\u00e9e : du c\u00f4t\u00e9 aspiration des roues de pompe, du bord de pression des aubes d'h\u00e9lice ou dans des zones de faible espace.<\/p>\n\n\n\n Les bulles de vapeur r\u00e9sultantes s'effondrent brutalement d\u00e8s qu'elles atteignent des zones de pression plus \u00e9lev\u00e9e. Cet effondrement produit :<\/p>\n\n\n\n le La cavitation est un ph\u00e9nom\u00e8ne limitant pour les turbomachines<\/strong>, qui sont utilis\u00e9s dans les liquides. Pour pr\u00e9dire le d\u00e9but de la cavitation et ses effets sur les performances de la machine, Simulation par CFD comme m\u00e9thode la plus fiable<\/strong> utilis\u00e9. Cela concerne presque tous les types de machines dans lesquelles des fluides sont acc\u00e9l\u00e9r\u00e9s ou d\u00e9vi\u00e9s :<\/p>\n\n\n\n Les mod\u00e8les de cavitation CFD modernes sont bas\u00e9s sur un Approche en deux phases<\/strong>Le flux est mod\u00e9lis\u00e9 comme un m\u00e9lange de phases liquide et vapeur, o\u00f9 la fraction volumique locale de vapeur est r\u00e9gie par une \u00e9quation de transport. Les approches de mod\u00e9lisation \u00e9tablies sont :<\/p>\n\n\n\n Le mod\u00e8le de cavitation est compl\u00e9t\u00e9 par des \u00e9l\u00e9ments appropri\u00e9s Mod\u00e8les de turbulence<\/strong> (k-\u03c9 SST, k-\u03b5 Realizable) et \u2013 si n\u00e9cessaire \u2013 par des mod\u00e8les pour les effets thermiques qui deviennent pertinents pour les fluides cryog\u00e9niques ou l'eau chaude.<\/p>\n\n\n\n Une simulation de cavitation soigneusement con\u00e7ue fournit bien plus qu'une simple indication de la pr\u00e9sence de cavitation. Les r\u00e9sultats typiques incluent :<\/p>\n\n\n\n nos simulations de cavitation sont enti\u00e8rement r\u00e9alis\u00e9es avec Logiciel libre<\/strong> r\u00e9alis\u00e9 \u2013 principalement avec OpenFOAM<\/strong> et int\u00e9gr\u00e9 dans l'automatisation Flux de travail InsightCAE<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n La v\u00e9ritable force de l'analyse de la cavitation bas\u00e9e sur la CFD ne r\u00e9side pas uniquement dans le diagnostic \u2013 mais dans la Optimisation<\/strong>. Sur la base des r\u00e9sultats de simulation, des mesures constructives cibl\u00e9es peuvent \u00eatre d\u00e9duites et \u00e9valu\u00e9es :<\/p>\n\n\n\n En combinaison avec notre cadre d'optimisation automatis\u00e9, de nombreuses variantes g\u00e9om\u00e9triques peuvent \u00eatre syst\u00e9matiquement \u00e9tudi\u00e9es pour leur comportement de cavitation, sans effort manuel suppl\u00e9mentaire pour chaque variante.<\/p>\n\n\n\n La cavitation dans les turbomachines n'est pas un destin incontr\u00f4lable \u2013 elle est calculable, localisable et g\u00e9rable par des mesures de conception cibl\u00e9es. La simulation CFD de cavitation bas\u00e9e sur OpenFOAM offre l'outil le plus pr\u00e9cis et le plus rentable pour cela : sans frais de licence, enti\u00e8rement automatisable et directement int\u00e9grable dans le processus de conception.<\/p>\n\n\n\n\n
La cavitation comme ph\u00e9nom\u00e8ne limitant pour les turbomachines<\/h2>\n\n\n\n
\n
Simulation de cavitation avec CFD : bases physiques<\/h2>\n\n\n\n
\n
Que fait concr\u00e8tement la simulation de cavitation par CFD ?<\/h2>\n\n\n\n
\n
Notre flux de travail : Simulation de cavitation avec un logiciel open-source<\/h2>\n\n\n\n
\n
Simulation de cavitation comme base pour une conception robuste \u00e0 la cavitation<\/h2>\n\n\n\n
\n
Conclusion : calculez la cavitation avant qu'elle ne cause des dommages<\/h2>\n\n\n\n