Оптические методы исследования потоков - 2015

К.С. Первунин, А.Ю. Кравцова, М.В. Тимошевский, К. Ханъялич
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН), Россия, Новосибирский государственный университет (НГУ), Россия, Дельфтский технологический университет (TU Delft), Факультет химического машиностроения, Нидерланды

Валидация и оценка погрешности скоростных характеристик течений, измеренных методом PIV/LIF, вблизи кавитирующего гидрокрыла

С применением анемометрии по изображениям частиц (метод Particle Image Velocimetry – PIV) были исследованы кавитирующие течения вблизи плоской пластины с закругленной носовой частью и гидрокрыла NACA0015 при углах атаки от 0 до 9 градусов. В работе представлена последовательность алгоритмических подходов для обработки мгновенных изображений, регистрируемых методами анемометрии по изображениям частиц. Данный класс течений представляет собой достаточно сложный объект для исследования, требующий применения современных процедур валидации данных. Благодаря использованию таких процедур удалось существенно повысить качество векторных полей скорости на конечном этапе обсчета. Проведенный анализ погрешности измерения статистических величин (средних и турбулентных характеристик) показал значительное влияние размера выборки на погрешность измеряемых величин. В результате в работе были также даны критерии для оценки допустимой погрешности разных величин. Таким образом, показано, что метод PIV позволяет измерять скорость в кавитирующих течениях, в том числе в пределах парогазовой фазы. Из анализа распределений средней скорости течения и моментов флуктуаций скорости было обнаружено, что зарождение кавитации обусловлено развитием потока несущей жидкости вблизи передней кромки гидропрофиля. Однако вниз по потоку структура течения сильно зависит от режима кавитации.
Полный текст доклада