Занудство по вопросам сеточной сходимости это не что-то плохое. Размер сетки и другие её характеристики безумно сильно влияют на результаты компьютерного моделирования.
Для наглядной демонстрации Я нашел для Вас два шикарнейших рисунка из немецкой научной статьи, посвященной моделированию задачи с кавитацией. На них слева направо показано, как меняются результаты определения газовой фазы и величин пиковых давлений в потоке в зазоре при возникновении кавитации. А ещё это просто красиво! Источник Cavitation erosion prediction based on analysis of flow dynamics and impact load spectra Physics of Fluids, 2015. Institute of Aerodynamics and Fluid Mechanics в Мюнхене.
Прочитал сегодня новость про технологию лазерного двигателя на подлодке. звучит примерно так:
Концепция подводного лазерного двигателя не нова. Японские исследователи впервые рассмотрели ее более двадцати лет назад. Эта технология работает довольно просто: лазеры используются для генерации плазмы в воде, которая затем создает детонационную волну за счет расширения плазмы. Детонационная волна, в свою очередь, используется для продвижения подводного корабля или торпеды вперед.
Исследовательская группа, возглавляемая Ге Янгом, профессором инженерной школы Харбинского университета, используя покрытие из оптических волокон, нашла способ повысить эффективность лазерных двигателей, которые названы подводным волоконно–лазерным двигателем с плазменной детонационной волной. Используя этот подход, исследователи утверждают, что смогут создать тягу в 70,000 ньютонов, при использовании лазера мощностью всего в два мегаватта. Создаваемая таким образом тяга аналогична тяге коммерческого реактивного двигателя.
Как показали проведенные китайскими учеными исследования, помимо создания тяги, лазер также испаряет морскую воду вблизи судна, создавая пузырьки на поверхности подводной лодки и снижая сопротивление воды. Это явление, известное как суперкавитация, потенциально может, по мнению исследователей, позволить подводным лодкам перемещаться под водой со сверхзвуковой скоростью.
Однако не только в этом заключается преимущество таких двигателей. Что еще более важно, поскольку двигательная установка не имеет механических узлов, подводная лодка не будет производить никакого шума, что повышает ее скрытность.
Вопрос знатокам, как это так, что кавитация может быть беззвучной? все что я знаю про кавитацию это то, что это всхлопыванию пузырьков при разности давления да такой силы что способно выгрызать метал из винтов, и других поверхностей по типу стенок гильз целиндров, это самая сильная боль инженеров, в том как же снизить эту кавитацию и тем самым уменьшить шум!
Под моим постом "меня часто спрашивали" (С) (ТМ) (Inc.) о том, что такое кавитация.
Итак, я вам досконально россказоваю и по полочкам роскладоваю. Оба поста при этом динамично дополняют друг друга.
Когда фура идет по дороге на высокой скорости, она ощутимо раздвигает неподвижный воздух мордой, создавая повышенное давление перед собой, а за задней стенкой прицепа при этом создается разряжение, которое потом выравнивается до атмосферного давления, заново заполняясь окружающими массами воздуха.
В воде - так же, но вода имеет бОльшую массу (и плотность) и насыщена кислородом (в воде его больше, чем в атмосфере).
Когда гребной винт вращается, то перед лопастью так же создается повышенное давление воды, но за лопастью вода не успевает быстро заполнить свобождающееся пространство, которое ранее заполняла движущаяся лопасть. Возникает разряжение (почти вакуум), который первым делом вытягивает из воды растворенный в ней кислород, который начинает пузыриться.
Поток воды направлен вправо.
В связи с этим возникают множественные хаотичные пузыри с температурой в сотни градусов, которые постоянно возникают-схлопываются на поверхности лопасти, создавая многочисленные гидроудары. На лабораторных стендах пришли к тому, что температура возникающих на лопасти пузырей может достигать 1500 градусов по цельсию.
В итоге, при длительной эксплуатации, на материале винта возникают эррозионные каверны, причиной котоых является совокупность трех факторов - это химическое окисление материала кислородом (известно, что он нехреновый такой окислитель), высокие температуры и процесс возникновения-схлопывания пузырей с высокими точечными гидроударными нагрузками. Точечный гидроудар - это сильный удар в материал гребного винта, в определенной точке, равносильный удару суперпрочной иглой с огромной силой.
Систематическое "выгрызание" материала этими процессами несимметрично (где-то - больше, где-то - меньше). Это приводит к дисбалансу винта и вибрациям, которые ощутимо "трясут" судно и в итоге разрушают подшипники вала винта.
На сегодняшний день стабильная закономерность процессов досконально неизвестна. Известно лишь, что кавитационным повреждениям лучше всего противостоят гребные винты из бронзовых сплавов и винты из нержавейки с вольфрамовым покрытием.
Для тех, кто в танке: освещение - стробоскоп, синхронизированный с оборотами вала (вспышка на один оборот).
UPD: Так как тут некоторые не поняли про стробоскоп, поясняю. Вспышка стробоскопа производится при определенном точном положении винта. Когда винт делает точно один оборот и становится в то же положение, что и при прошлой вспышке, производится следующая.
Чем больше оборотов - тем чаще вспышки стробоскопа, поэтому человеческий глаз, который не в состоянии видеть такие высокие частоты, передает в мозг иллюзию статической картинки.
Чтобы студенты убедились, что винт вращается, препод в начале видео пару раз выключает освещение стробоскопом, что мы и можем наблюдать на видео.
В этом выпуске: 00:00 Начало 00:36 Атомный реактор в каждый дом 03:35 Самые громкие морские гады 06:25 Вечный зов Дементия 07:58 Как услышать приятный звук 09:38 Приключения космических шахтеров
