Parametric Analysis and Cloud Cavitation Suppression Mechanism of Groove Structures on NACA۰۰۱۵ Hydrofoil

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 24

فایل این مقاله در 17 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-19-11_002

تاریخ نمایه سازی: 22 مهر 1405

چکیده مقاله:

Cloud cavitation, characterized by strong unsteadiness, is a major cause of hydrofoil surface erosion. However, existing studies on grooved anti-cavitation structures have mainly focused on single geometric configurations, and the effects of key design parameters remain insufficiently understood. This study aims to clarify the modulation mechanism of grooved structures on cloud cavitation and identify the optimal parameter combination for NACA۰۰۱۵ hydrofoils. Transient numerical simulations were conducted under typical cloud cavitation conditions (σ = ۰.۸) using a modified Shear Stress Transport (SST) k-ω turbulence model coupled with the Zwart-Gerber-Belamri (Z-G-B) cavitation model. The effects of groove radius R, groove number z, and chordwise position L on cavitation characteristics and hydrodynamic performance were systematically investigated using the control variable method. The results show that grooved structures suppress cloud cavitation by regulating near-wall flow, blocking re-entrant jet propagation, reconstructing local pressure fields, and reducing turbulent kinetic energy dissipation. Within the tested parameter range, the optimal parameter combination is R = ۷۰ mm, z = ۲۵, and L = ۰.۳ c, which reduces the time-averaged cavitation volume by ۵۲.۱۲% and the dominant flow-induced vibration amplitude by ۳۳.۴%. This study provides theoretical guidance for the anti-cavitation design of hydraulic machinery blades.

نویسندگان

W. Zhao

Key Laboratory of Advanced Pumps, Valves and Fluid Control System of the Ministry of Education, Lanzhou University of Technology, Lanzhou, Gansu ۷۳۰۰۵۰, China

W. Gao

Key Laboratory of Advanced Pumps, Valves and Fluid Control System of the Ministry of Education, Lanzhou University of Technology, Lanzhou, Gansu ۷۳۰۰۵۰, China

J. Qiao

Zibo Municipal General Institute of Inspection and Metrology, Zibo, Shandong, ۲۵۵۰۰۰, China

J. Bao

Key Laboratory of Advanced Pumps, Valves and Fluid Control System of the Ministry of Education, Lanzhou University of Technology, Lanzhou, Gansu ۷۳۰۰۵۰, China

J. Zhang

Key Laboratory of Advanced Pumps, Valves and Fluid Control System of the Ministry of Education, Lanzhou University of Technology, Lanzhou, Gansu ۷۳۰۰۵۰, China

Z. Lv

Key Laboratory of Advanced Pumps, Valves and Fluid Control System of the Ministry of Education, Lanzhou University of Technology, Lanzhou, Gansu ۷۳۰۰۵۰, China

J. Liu

Key Laboratory of Advanced Pumps, Valves and Fluid Control System of the Ministry of Education, Lanzhou University of Technology, Lanzhou, Gansu ۷۳۰۰۵۰, China

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Arndt, R. E., Arakeri, V. H., & Higuchi, H. (۱۹۹۱). ...
  • Pan, Z. Y., & Yuan, S. Q. (۲۰۱۳). Fundamentals of ...
  • Rahimi, A., Ahmadi, M., & Ghasemi, A. (۲۰۲۵). Investigating the ...
  • Wang, W., Tang, T., Lu, S. P., Jiao, J. X., ...
  • نمایش کامل مراجع