N-Komponenten-Solver für die Simulation von Kavitationsblasendynamik
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Abstract:
Ein modifiizierter Volume of Fluid Solver der Software OpenFOAM zur Simulation von Kavitationsblasen in einer Flüssigkeit unter Anwesenheit weiterer Fluide wird vorgestellt. Der Solver beachtet Viskosität, Oberflächenspannung und Kompressibilität aller Komponenten. Zwei Anwendungsbeispiele mit zwei flüssigen Komponenten werden vorgestellt und mit experimentellen Ergebnissen verglichen.Zweck des ersten Beispiels ist die Erforschung der Wirkungsweise von Ultrasonic Cleaning. Dazu wird das Verhalten einer Kavitationsblase an einer mit einer Ölschicht überzogenen starren Wand untersucht. Deformation der Ölschicht, erzeugte Wandschubspannungen und Einfluss der Viskosität des Öls werden diskutiert.Beim zweiten Beispiel wird der Emulsifikationsprozess anhand einer Kavitationsblase in der Nähe eines Flüssigkeitstropfens und deren Wechselwirkung untersucht. Dabei wird auf den Einfluss von Viskosität und Dichte beider Flüssigkeitskomponenten eingegangen.