Turbulence - Cavitation [hypothèse à confirmer]

[Yusu]

Bonsoir,

Je dois traiter un problème scolaire de computational fluid dynamics, où je souhaite vérifier en plus qu'il n'y a pas de phénomène de cavitation. Nous n'avons pas eu de cours traitant ce sujet, et je voulais avoir votre confirmation sur mon hypothèse de travail.

Si j'ai bien compris ce que j'ai lu sur internet, il y a cavitation à partir du moment où la pression statique du fluide descend en dessous de la pression de vapeur saturante du fluide (ici de l'eau).
Voici une capture d'écran de la pression statique du fluide: XXXXXXXXX


Si je me base sur wikipedia, à température ambiante 20-25°C, la pression de vapeur saturante de l'eau est de 2340-3170 pascal.

Sur ma simulation, j'ai une dépression maximale atteinte à -196 pascal juste au niveau de la singularité. Donc il y a cavitation, non ?

J'ai vraiment du mal avec ça et j'y comprend pas grand chose...
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[LPFR]

Bonjour.
Les images sur des serveurs externes ne sont pas acceptées
Veuillez les inclure comme "pièces jointes" en format image (jpg, gif, png, etc) et surtout pas en PDF.
Pour la modération.
Au revoir.

[Yusu]

Image de la pression statique dans ma simulation:

[LPFR]

Bonjour.
Pression ou dépression ?
Si c'est de la pression statique, c'est simplement de la pression négative, qui pour des raisons physiques ne sera jamais négative. Car la cavitation fera qu'elle sera au moins égale à la pression de vapeur.
Donc, il faut se méfier de la validité des équations quand il y a cavitation. Car, en général, elles calculent en supposant que le liquide est partout. Ce qui n'est pas le cas quand il y a des zones "vides" là ou les équations "croient" qu'il y a du liquide.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[velosiraptor]

La pression de -196 Pa trouvée est une pression relative ou absolue ?
Si elle est relative, pas de cavitation, si elle est absolue, effectivement, il y a cavitation, et doit être (éventuellement) re-calculée puisqu'elle ne saurait être négative.

[Yusu]

Tel que je le comprend à partir d'Ansys FLUENT, lorsque la pression devient négative c'est pour moi une dépression, mais je peux me tromper.

Pour l'instant, je sais pas dire si il y a cavitation ou pas, c'est ce que je cherche à savoir.

Sur cette simulation, j'ai utilisé le modèle k-epsilon avec les valeurs par défaut, et un critère de convergence égal à 1e-05.

[Yusu]

La pression de -196 Pa trouvée est une pression relative ou absolue ?
Si elle est relative, pas de cavitation, si elle est absolue, effectivement, il y a cavitation, et doit être (éventuellement) re-calculée puisqu'elle ne saurait être négative.

Je pense que c'est une pression relative.
Le modèle numérique est calculé avec une pression atmosphérique à 101325 Pa.

Donc cela voudrait dire que je suis à 101129 Pa dans cette zone, très au dessus des 3170 Pa de la pression de vapeur saturante nécessaire pour que le phénomène de cavitation apparaît, n'est-ce pas ?

Donc il n'y a pas cavitation.

[obi76]

Bonjour,

Je pense que c'est une pression relative.

On va faire par l'absurde : si c'était une pression absolue négative, avec la loi d'état, on aurait soit une température négative, soit une masse volumique négative, soit une masse molaire négative. Dans les trois cas : impossible.

[chwebij]

bonjour

vous n'indiquez pas quel type de modèle vous utilisez. Si vous utilisez un modèle de type renseignez vous dans la littérature quel modèle est adapté pour résoudre la pression dans des rétrécissements de section. Durant les études d'hydro, on m'a appris que le donne toujours de bons résultats qualitatifs mais rarement quantitatifs.

de plus, ce sont des modèles de champ moyen, c'est à dire que c'est la pression moyenne que vous estimez. Rien ne vous assure que la pression reste au dessus de l'estimation du calcul et des fluctuations de pression peuvent passer en-dessous du seuil de cavitation. L'émission de vortex, dont les cœurs sont souvent caractérisées par de fortes dépressions, peut induire de la cavitation.

donc deux retenues sur vos calculs pour l'estimation de la cavitation:
-se renseigner sur la pertinence du modèle pour estimer la pression statistique dans cette configuration.
-avoir une idée (en cherchant dans la littérature, surtout expérimentale) des fluctuations possibles de pression pouvant induire de la cavitation

[Yusu]

vous n'indiquez pas quel type de modèle vous utilisez.

Si je l'ai dis plus haut dans ce poste: j'utilise le k-epsilon.

Je vais essayer d'avoir plus de renseignement sur les fluctuations de pression. Mais à priori, on peut dire qu'il n'y a probablement pas de phénomène de cavitation.