A modified SST k-? turbulence model to predict the steady and unsteady sheet cavitation on 2D and 3D hydrofoils

The paper presents a study of using a modified SST (Shear-Stress Transport) k-? model with a multi-phase mixture flow RANS solver to predict the steady and unsteady cavitating flows around 2D and 3D hydrofoils. Based on Reboud et al [6] s idea of modifying turbulent viscosity for a RNG k-­ model, a modification is applied to a SST k-? model in the present work. The cavitation is modeled by Schnerr-Sauer s cavitation model [16]. First, results of 2D NACA0015 foil at two cavitation numbers, ? =1.6 (stable sheet cavitation) and ?=1.0 (unsteady with shedding) are compared for different grids and with available experiment data. Then, the problem of the standard SST model in predicting unsteady cavitation is discussed. Finally the results for a 3D twisted hydrofoil are compared with the experiment by Foeth and Terwisga [3]. It is found that with the modified SST k-? model the RANS solver is able to predict the essential features like development of re-entrant jets, the pinch-off, the shedding of vortex and cloud cavities for the 2D NACA0015 foil at ? =1.0. For the case at ? =1.6, the model predicts a high frequency fluctuating sheet cavity with minor shedding at its closure. Compared with the standard SST model, the global quantities like lift, drag, and shedding frequency predicted by the modified model are closer to the experimental data, although considerable discrepancy with the experiment data is noted for the unsteady case at ? =1.0. In addition, a special type of secondary cavities, developed downstream an upstream-moving collapse cavity and termed as vortex group cavitation by Bark et al [1], appears to be observable in the simulation at this condition. The existence of this type of cavity has been reconfirmed in a recent experiment in the SSPA s cavitation tunnel.http://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/84288/1/CAV2009-final107.pd

On some physics to consider in numerical simulation of erosive cavitation

This paper discusses several mechanisms in erosive cavitation, which are all important to capture, and study, when assessing the risk of erosion. In particular we introduce the concept of primary and secondary cavitation in order to put emphasis on a particular class of mechanisms: cavitation created in the secondary flow field governed by, e.g., a shedding or collapse of a primary created cavity. These secondary cavities are almost always erosive and have previously not been well described in the literature. The role of cloud cavitation is partly reconsidered and a hypothesis for development of vortex group cavitation, a type of secondary cavitation, is presented. An underlying part of the discussion is how the described cavitation mechanisms influence numerical simulation of cavitation nuisance.http://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/84223/1/CAV2009-final180.pd

Puheproteesi ja puheen kuntoutus laryngektomoiduilla kurkunpääsyöpäpotilailla

Tiivistelmä. Kurkunpääsyöpä on yksi yleisimpiä pään ja kaulan alueen syöpiä ja sen yleisimmät riskitekijät ovat tupakointi ja alkoholinkäyttö. Laajalle levinneen kurkunpääsyövän hoitona käytetään laryngektomiaa eli leikkausta, jossa koko kurkunpää poistetaan. Leikkauksen yhteydessä potilaalle asennetaan pysyvä trakeostooma, jonka kautta hän hengittää. Kurkunpään poistoleikkauksen jälkeen potilaan on mahdotonta tuottaa ääntä normaalilla tavalla. Laryngektomoitujen kurkunpääsyöpäpotilaiden puheen kuntoutukseen kuuluu vaihtoehtoisen puhetavan kuntoutus, joista yleisin on puheproteesi. Puheproteesi on lankarullan muotoinen apuväline, joka asennetaan henkitorven ja ruokatorven väliin leikkauksessa. Tämän jälkeen potilaan on mahdollista tuottaa hyvälaatuista puhetta sulkemalla trakeostooma-aukko, jolloin ilma ohjautuu puheproteesin läpi ruokatorveen ja sieltä suuonteloon. Puheterapeutin tehtävä on ohjata potilaalle valitun puhetavan käyttöä, kuntouttaa puhetta sekä toimia potilaan tukena psyykkisessä sopeutumisprosessissa. Tämän kandidaatintutkielman tarkoituksena oli selvittää, millaista puheterapeuttista arviointia ja kuntoutusta laryngektomoiduille kurkunpääsyöpäpotilaille voidaan tarjota. Lisäksi tarkoituksena oli selvittää, miten puheproteesi ja puheen kuntoutus vaikuttavat näiden potilaiden äänenlaatuun sekä elämänlaatuun. Tämä kandidaatintutkielma toteutettiin kirjallisuuskatsauksena, jonka tulokset perustuvat kahdeksaan tieteelliseen tutkimusartikkeliin vuosilta 2011–2022. Kolme tutkimusartikkelia käsitteli puheterapiakuntoutuksen menetelmiä ja viisi artikkeleista käsitteli puheproteesia ja puheen kuntoutuksen vaikuttavuutta elämänlaatuun sekä äänenlaatuun. Tutkimuksissa käytettiin, standardoituja testejä sekä potilaiden ja terapeuttien haastatteluita ja erilaisia kyselyitä. Tämän kandidaatintutkielman tulosten perusteella laryngektomoitujen kurkunpää- syöpäpotilaiden saama puheterapeuttinen kuntoutus on vaikuttavaa ja sillä on positiivista vaikutusta potilaan elämänlaatuun sekä äänenlaatuun. Puheproteesi on äänenlaadun ja elämänlaadun kannalta usein paras vaihtoehto puheen kuntoutukseen, mutta ruokatorvipuheen hyvät tulokset on syytä pitää mielessä puhetapaa valittaessa. Tulosten perusteella puheterapeutti kykenee ammattitaitonsa puitteissa hallitsemaan myös puheproteesin kontrolloinnin ja vaihtamisen sekä hoitamaan osan puheproteesin mahdollisista komplikaatioista. Tämän kandidaatintutkielman tulokset ovat pääasiallisesti samansuuntaisia aiemman tutkimuksen kanssa. Puheproteesin laajoista hyödyistä löytyy hyvin yksimielistäkin tutkimustietoa, ja se on noussut standardimenetelmän asemaan puheen kuntoutuksessa. Puheterapian keinoista laryngektomoitujen potilaiden hoidossa on tutkimuksessa saatavilla hyvin vähän tietoa ja tarve on näin lisätutkimukselle tästä aiheesta

Experimental Study of Cavitation in a Kaplan Model Turbine

The cavitation processes present in a Kaplan model turbine was studied with the aim to identify mechanisms that promote erosive cavitation. The studies were carried out with high-speed filming, video filming and visual observations with stroboscopic light. A periodic pattern of the cavitating tip vortex was observed. The main feature of this pattern is that the cavitating vortex is bent towards the blade surface and transformed into cloud formations. These clouds were collapsing in a manner that suggests this to be an erosive process. The blade periphery, where the cloud collapses was observed, is known as an area likely to sustain damage. It was also found that these cloud formations appears in bands, with a periodicity which corresponds approximately to the spacing of the guide vanes. Bubble clouds and cavitating vortices was found to be shed from the sheet cavities which showed signs of re-entrant jets. The cavities at the blade root seem to be mainly of sheet or travelling bubble type, depending on running condition, some facts indicate the contribution of vortex motion as well