Design Considerations in the Development of a Modern Cavitation Tunnel

The specification and overall design of the new Australian Maritime College Cavitation Tunnel is presented. This facility has been funded under the Australian Government Major National Research Facilities Program as part of the Australian Maritime Hydrodynamics Research Centre (AMHRC). The AMHRC is a joint venture between the Australian Maritime College, the Defence Science and Technology Organisation and the University of Tasmania. The facility has been developed for naval hydrodynamics research with particular emphasis on the modelling of cavitating and turbulent flow physics. Development of circuit architecture and components are discussed in detail as well as ancillary systems. The facility’s specific capabilities include the ability to strictly control circuit water gas content (both dissolved and free), continuous high-volume injection and separation of incondensable gases, control of the boundary layer on one wall of the test section, and low background noise and vibration levels

Effets d'échelle en cavitation

On présente d' abord une analyse théorique des causes de l' effet d' échelle existant dans les mesures et observations de cavitation , analyse qui indique l' intérêt d 'un contrôle des germes actifs dans l' écoulement avec une similitude démontrée par rapport aux conditions du prototype . Des expériences de cavitation sont conduites sur un modèle réduit de turbine Francis de vitesse spécifique moyenne , avec deux chutes d' essai d' une part , avec et sans injection de germes actifs d' autre part . Les résultats confirment l' existence de l' effet d' échelle sur les diverses formes de cavitation et confirment que cet effet d' échelle disparaît lorsque des germes convenablement dosés sont injectés dans l' écoulement . Des variations importantes du sigma standard d' altération des caractéristiques sont observées en particulier qui indiquent l' intérêt pratique d' établir la maîtrise du spectre des germes dans les essais sur modèle réduit

Cavitation inception of a van der Waals fluid at a sack-wall obstacle

Cavitation in a liquid moving past a constraint is numerically investigated by means of a free-energy lattice Boltzmann simulation based on the van der Waals equation of state. The fluid is streamed past an obstacle and, depending on the pressure drop between inlet and outlet, vapor formation underneath the corner of the sack-wall is observed. The circumstances of cavitation formation are investigated and it is found that the local bulk pressure and mean stress are insufficient to explain the phenomenon. Results obtained in this study strongly suggest that the viscous stress, interfacial contributions to the local pressure, and the Laplace pressure are relevant to the opening of a vapor cavity. This can be described by a generalization of Joseph's criterion that includes these contributions. A macroscopic investigation measuring mass flow rate behavior and discharge coefficient was also performed. As theoretically predicted, mass flow rate increases linearly with the square root of the pressure drop. However, when cavitation occurs, the mass flow growth rate is reduced and eventually it collapses into a choked flow state. In the cavitating regime, as theoretically predicted and experimentally verified, the discharge coefficient grows with the Nurick cavitation number

Turbulence et séparation

La turbulence intervient comme facteur limitant les performances des séparateurs gravitaires ou tournants. Pratiquement, le taux de turbulence admissible doit être tel que les fluctuations moyennes de vitesse soient de l'ordre de 5 fois inférieurs aux vitesses de chute. On présente deux types de séparateurs, l'un gravitaire, l'autre cyclonique dans lesquels la suppression quasi complète de la turbulence a permis d'améliorer les diamètres de coupure de façon spectaculaire. Dans le cas du séparateur gravitaire, on a créé un écoulement laminaire. Dans le cas du cyclone tournant, on a rendu négligeable l'action néfaste de la turbulence en faisant tourner les parois extérieures

Germes et cavitation : Effets - Techniques de contrôle - Résultats récents

Parmi les nombreux facteurs qui influent sur la cavitation, la qualité de l'eau joue un rôle fondamental en raison des germes qu'elle peut contenir. Il est donc important de contrôler et de caractériser la teneur de l'eau en germes de cavitation dans les moyens d'essais. On décrit tout d'abord la technique d'injection et de mesure de germes développée par le CERG. Les principales caractéristiques du système sont présentées à partir de mesures réalisées sur les tunnels à cavitation du CERG et de l'IMG. Les limitations actuelles du dispositif ainsi que les principaux problèmes rencontrés dans son utilisation sont discutés. Enfin, on montre à partir d'observations réalisées sur profils (ailes et ogives), l'effet de l'injection de germes sur la cavitation naissante et le type de cavitation qui se développe (par poche attachée ou par bulles séparées)