A finite element model of the Hydrodynamics around hydrofoils
Descripción del Articulo
In this paper, a finite element model is presented to predict the hydrodynamics around hydrofoils. The proposed model solves the equations of conservation of mass and momentum, including advection, pressure and shear stress terms. To describe the influence of turbulence, the Prandtl- Kolmogorov mode...
| Autor: | |
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| Formato: | artículo |
| Fecha de Publicación: | 2015 |
| Institución: | Universidad Nacional Mayor de San Marcos |
| Repositorio: | Revistas - Universidad Nacional Mayor de San Marcos |
| Lenguaje: | español |
| OAI Identifier: | oai:ojs.csi.unmsm:article/11583 |
| Enlace del recurso: | https://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/fisica/article/view/11583 |
| Nivel de acceso: | acceso abierto |
| Materia: | Finite elements Hydrodynamics mixture flows cavitation hydrofoils Elementos finitos hidrodinámica flujos de mezcla cavitación hidrofolios |
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A finite element model of the Hydrodynamics around hydrofoilsUn modelo de elementos finitos de la hidrodinámica alrededor de hidrofoliosCarbonel, C. A. A.Finite elementsHydrodynamicsmixture flowscavitationhydrofoilsElementos finitoshidrodinámicaflujos de mezclacavitaciónhidrofoliosIn this paper, a finite element model is presented to predict the hydrodynamics around hydrofoils. The proposed model solves the equations of conservation of mass and momentum, including advection, pressure and shear stress terms. To describe the influence of turbulence, the Prandtl- Kolmogorov model is considered. A transport equation is included in the formulation to simulate the evolution of water vapor fraction. Weakly reflective boundary conditions are imposed on open boundaries to avoid the intense reflections of the pressure waves that generate instability. Various numerical experiments are performed using the hydrodynamic profile NACA 0012. The non permanent model results reproduce the essential characteristics of the flows around the hidrofoils in various cases. The model is able to describe the mixture of liquid and vapor when the pressure is below the vapor pressure during cavitation phenomena.En este artículo se presenta un modelo de elementos finitos para predecir el comportamiento del agua en movimiento alrededor de hidrofolios. El modelo propuesto resuelve las ecuaciones de conservación de momentum y masa incluyendo términos de advección, presión y esfuerzo cortante. Para la descripción de la influencia de la turbulencia, el modelo de Prandtl-Kolgomorov es considerado. Una ecuación de transporte es incluida en la formulación para simular la evolución de la fracción de vapor de agua. Condiciones de frontera débilmente reflectantes son impuestas en las fronteras abiertas de entrada y salida del flujo para evitar las intensas reflecciones de las ondas de presión que generan inestabilidades. Diversos experimentos numéricos son realizados usando el perfil hidrodinámico NACA 0012. Los resultados no permanentes del modelo reproducen las características esenciales de los flujos alrededor de los hidrofolios en diversos casos. El modelo es capaz de describir la mezcla de líquido y vapor cuando la presión esta por debajo de la presión de vapor en el caso de cavitación.Universidad Nacional Mayor de San Marcos2015-12-15info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/fisica/article/view/1158310.15381/rif.v18i2.11583Revista de Investigación de Física; Vol. 18 No. 2 (2015)Revista de Investigación de Física; Vol. 18 Núm. 2 (2015)1728-29771605-7724reponame:Revistas - Universidad Nacional Mayor de San Marcosinstname:Universidad Nacional Mayor de San Marcosinstacron:UNMSMspahttps://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/fisica/article/view/11583/10389Derechos de autor 2015 C. A. A. Carbonelhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessoai:ojs.csi.unmsm:article/115832017-09-05T15:56:02Z |
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In this paper, a finite element model is presented to predict the hydrodynamics around hydrofoils. The proposed model solves the equations of conservation of mass and momentum, including advection, pressure and shear stress terms. To describe the influence of turbulence, the Prandtl- Kolmogorov model is considered. A transport equation is included in the formulation to simulate the evolution of water vapor fraction. Weakly reflective boundary conditions are imposed on open boundaries to avoid the intense reflections of the pressure waves that generate instability. Various numerical experiments are performed using the hydrodynamic profile NACA 0012. The non permanent model results reproduce the essential characteristics of the flows around the hidrofoils in various cases. The model is able to describe the mixture of liquid and vapor when the pressure is below the vapor pressure during cavitation phenomena. |
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Revista de Investigación de Física; Vol. 18 No. 2 (2015) Revista de Investigación de Física; Vol. 18 Núm. 2 (2015) 1728-2977 1605-7724 reponame:Revistas - Universidad Nacional Mayor de San Marcos instname:Universidad Nacional Mayor de San Marcos instacron:UNMSM |
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