Cavitation collapse induced by unsteady pressure field

Abstract

Následující disertační práce se zabývá interakcí kavitačních struktur s nestacionárním tlakových polem vyvolaným kavitačním kolapsem za použití experimentálního měření a numerických simulací. Numerický výzkum se zaměřuje na dvě případové studie – kolaps osamocené bubliny v blízkosti pevné stěny a hydrodynamickou kavitaci ve Venturiho trubici – s cílem poukázat na rozdílné aspekty kavitačního proudění na různých délkových měřítkách. Numerické simulace jsou doplněny o experimentální měření provedené v hydraulické laboratoři odboru fluidního inženýrství Viktora Kaplana s cílem zachytit chování kavitačních struktur ve Venturiho trubici. K zachycení dynamiky kavitačního proudění jsou využívány záznamy z vysokorychlostní kamery a sledování statického tlaku, dynamického tlaku, radiálního a axiálního zrychlení a akustické emise.This doctoral thesis investigates the interaction of the cavitation structures with the unsteady pressure field induced by the cavitation collapse using experimental measurement and numerical simulations. The numerical research focuses on two case studies – the single bubble collapse near a solid wall and the hydrodynamic cavitation in the converging-diverging Venturi nozzle – to highlight the different aspects of cavitation flow on different length scales. The numerical simulations are complemented with experimental measurements conducted in the hydraulic laboratory of Viktor Kaplan Dept. of Fluid Engineering to capture the behaviour of cavitation structures in a converging-diverging Venturi nozzle. The high-speed camera recordings as well as monitoring of static pressure, dynamic pressure, radial and axial acceleration, and acoustic emission are exploited to capture the dynamics of the cavitation flow.