Modélisation et simulation des écoulements cavitants par une approche diphasique

摘要

Le travail présenté dans cet article porte sur la modélisation et la simulation numérique des phénomènes de cavilation. Les germes de vapeur sont générés en paroi ou sont pré-existants dans l'écoulement. La vapeur créée par nucléation en paroi ou pré-existante dans l'écoulement est convectée et forme des poches de vapeur dans les zones où la pression est sous la pression de. saturation. L'écoulement est 3D diphasique compressible turbulent et instationnaire. L'écoulement n'est pas supposé isotherme : on résout les équations d'énergie pour le fluide et sa vapeur. Les propriétés thermodynamiques du fluide réel sont calculées par des tables tabulées en chaque point du domaine, et à chaque pas de temps. L'écoulement est simulé par le code NEPTUNE CFD co-dèveloppé par EDF R&D et le CEA. La méthode numérique est de type volumes finis collocalisés. L'algorithme utilise une méthode originale de couplage multi-champ de la famille SIMPLE.Les résultats du modèle original de cavitation développé ont donné un bon accord avec les mesures expérimentales sur des grandeurs suffisamment discriminantes comme le taux de vapeur. Le modèle ne dépend par ailleurs d'aucun paramètre ajustable.%This paper deals with the modeling and the numerical simulation of cavitation phenomena. The cavitation nuclei come from wall nucleation or are pre-existing in the flow. Vapor bubbles generated are advected by the flow and expand in the regions where the local pressure is below the saturation with a tendency to agglomerate into slug bubbles. Compressible, unsteady, turbulent 3D two-phase flow is computed by the NEPTUNE CFD solver, developed jointly by EDF R&D and CEA. The numerical approach is based on a finite volume co-located cell-centered approach and makes use of an original pressure-based multi-field coupling algorithm. The model predictions compared with experimental data on enough selective local variables showed that satisfactory agreement could be obtained without any floating parameter to adjust the data.