Análisis del comportamiento de una hélice en aguas abiertas y en régimen de cavitación utilizando OpenFOAM

En este trabajo se realiza un análisis del comportamiento de la hélice INSEAN E779A en aguas abiertas y en régimen de cavitación. Para esto se utilizó OpenFOAM, una herramienta computacional de código libre que contiene el solver interPhaseChangeDyMFoam que resuelve las ecuaciones de dos fluidos en los casos donde se presenta un cambio de fase usando el método de volumen de fluido (VoF), incluyendo además el movimiento del mallado. Para resolver la ecuación de Momentum, el solver utiliza el algoritmo PIMPLE, una combinación de PISO y SIMPLE, que resuelve las ecuaciones de campos de presión y velocidad acoplados, donde el ciclo PISO se complementa con una iteración externa. Para entender su funcionamiento, inicialmente se realizaron simulaciones sin movimiento de mallado con el tutorial “cavitatingBullet” que utiliza el solver interPhaseChangeFoam, que consiste en una bala dentro de un tanque con agua fluyendo a altas velocidades. Al observar los resultados de este tutorial, se verifico la ocurrencia de cavitación a 20 m/s con la presencia de una burbuja de vapor alrededor de la bala y aunque la fuerza de presión no convergió, fue más estable comparada con los resultados en 15 m/s, donde hubo grandes fluctuaciones de fuerza y se presentó cavitación de manera inestable. Para las velocidades más bajas (5 y 10 m/s), la fuerza fue estable y no se observó cavitación. Luego se efectuó un estudio de convergencia del tutorial “propeller” utilizando ocho procesadores y modificando la malla: original, media y fina. A partir de este estudio se concluyó que en este caso es más factible utilizar la malla original debido a los recursos computacionales disponibles y el tiempo que tardó en resolver el tutorial (11.5 horas) considerando la cantidad de simulaciones que se deben hacer.

• Autor principal: Espol (author)
• Altres autors: Cedeno Vera, Stefany Elizabeth (author)
• Format: bachelorThesis
• Idioma: spa
• Publicat: 2017
• Matèries: Cavitación; Hélices
• Accés en línia: http://www.dspace.espol.edu.ec/xmlui/handle/123456789/41487