Моделирование кавитации при ударе капли о твердые поверхности

Явление фазового перехода в жидкостях в результате низкого локального давления ниже критического значения известно как кавитация. В подавляющем большинстве практических случаев, условия изменения формы капли при ударе можно описать в предположении что жидкость и окружающая среда ведут себя как несжимаемые В данной работе представлены случаи удара с высокой скоростью, в условиях воздуха комнатной температуры и атмосферном давлении, которые достаточно высоки, чтобы эффекты сжимаемости стали непреодолимыми. Более того, в таких условиях волны давления, развивающиеся в жидкости во время удара могут вызвать образование кавитации внутри капли. Кавитация как явление предполагает образование паровых/газовых полостей в жидкости из-за локализованного статического падения давления. В таких условиях может возникнуть поверхностная эрозия и повреждение, не только из-за ударного давления, но и из-за давления внутри складки, возникающей при схлопывании кавитационных пузырьков. Эта работа посвящена обзору литературы по этому вопросу с последующим численным моделированием по специально созданной вычислительной модели. Объект исследования – кавитация при ударе капли о твердые поверхности. Цель исследования – рассмотреть и исследовать модели кавитации при ударе капли о твердые поверхности. Методы исследования: теоретический анализ, синтез, сбор, обработка, анализ и обобщение теоретических и практических материалов по исследованию моделирования кавитации. Значимость работы проведено моделирование удара сферических капель на твердую поверхность, в том числе впервые проведено моделирование образования и схлопывания кавитации, эти кавитационные режимы формируются отражением ударной волны на внешнюю поверхность капли в виде волны расширения. Внедрение результатов: работа является частью проекта основной задачей которого является внедрение новых струйно-кавитационных вибротехнологий в пищевой промышленности, рыбном хозяйстве, судостроении и судоремонте и медицине.