KavPro Bericht.pdf

Das Teilprojekt KavPro der TU Berlin im Verbundvorhaben KonKav III gliederte sich in einen Beitrag zur numerischen Modellierung der Kavitation und in einen Beitrag zur experimentellen Erfassung der Implosionsdrücke künstlich erzeugter Kavitationsblasen. Der erste Beitrag im numerischen Teil stellte die Verbesserung der Bestimmung der Trennäche zweier Phasen einer Strömung mittels einer Kombination von Level Set und Volume of Fluid Methode dar. Der zweite Teil betraf die Erweiterung eines bestehenden Kavitationsmodells. Es wurde der Volume of Fluid basierte Ansatz des Zwart Modells erweitert, welcher den Wechsel zwischen flüssiger Phase und Dampfphase modelliert. Das Modell basiert auf den Skalarfeldern charakteristischer Blasenradius, der über die Rayleigh-Plesset-Gleichung berechnet wird, und Inertialradius, über den das neue Modell auf die Wasserqualität verschiedener Kavitationstanks eingestellt werden kann. Berechnungen mit dem neuen Modell sind mit Ergebnissen von Experimenten verglichen worden und zeigen eine verbesserte Kavitationssimulation. Wenn Kavitationsblasen in der Nähe von festen Oberflächen implodieren, treten Druckwellen und Mikrojets auf, die zur Erosion führen können. Im experimentellen Teil dieses Projektes wurden die maximalen Drücke implodierender laserinduzierter Kavitionsblasen gemessen. Die Drücke wurden mit einer neuen Messtechnik bestimmt und der Mikrojet des Zusammenbruchs mit einer High-Speed Kamera verfolgt.