Comptes Rendus
Modèle multi-bulles pour la cavitation
[Multi-bubble model for cavitation]
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 337 (2009) no. 11-12, pp. 791-800.

In this study we propose new multi-bubble model for cavitation, in which, to simulate the interactions within a cloud of cavitation at the initial stage, the dynamic behaviour of two nonidentical bubbles localised in a volume of control is studied. The presence of two bubbles introduces an instability in which the exchange of volume seems an additional degree of freedom. Depending on the conditions of expansion, the small bubble can disappear or not. If the small bubble disappears, the volume of control is readjusted to introduce a new small bubble and to continue calculation in a new sequence. The model makes it possible for many small bubbles to disappear as in the appearance of cavitation, which is at the origin of certain phenomena observed in the zone of the appearance, such as emission of the noise. The model reveals especially the pressure rather like a result than a datum.

The comparison of the size of the bubbles and the pressure varying in time, obtained with the model are coherent with the measurements taken by Ohl [Phys. Fluids 14 (10) (2002) 3512–3521].

Dans cette étude nous proposons un nouveau modèle multi-bulles pour la cavitation, dans lequel, pour simuler les interactions au sein d'un nuage de cavitation au stade initial, le comportement dynamique de deux bulles non identiques localisées dans un volume de contrôle est étudié. La présence de deux bulles introduit une instabilité dans laquelle l'échange de volume apparaît comme un degré de liberté supplémentaire. Selon les conditions d'expansion la petite bulle peut disparaître ou pas. Dans le cas où la petite bulle disparaît, le volume de contrôle est réajusté pour introduire une nouvelle petite bulle et continuer le calcul dans une nouvelle séquence. Le modèle offre la possibilité à de nombreuses petites bulles de disparaître dès l'apparition de la cavitation, ce qui est à l'origine de certains phénomènes observés dans la zone d'apparition, comme émission du bruit. Le modèle révèle surtout la pression comme un résultat plutôt qu'une donnée.

La comparaison de la taille des bulles et de la pression en fonction du temps, obtenue avec le modèle sont cohérentes avec les mesures effectuées par Ohl [Phys. Fluids 14 (10) (2002) 3512–3521].

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DOI: 10.1016/j.crme.2009.10.006
Mot clés : Mécanique des fluides, Cavitation, Modélisation, Multi-bulles, Interactions
Keywords: Fluid mechanics, Cavitation, Modeling, Multi-bubbles, Interactions

Mahamadou Adama Maiga 1; Daniel Buisine 1

1 LML, UMR CNRS 8107, USTL, bâtiment M3, département de mécanique, 59650 Villeneuve d'Ascq, France
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Mahamadou Adama Maiga; Daniel Buisine. Modèle multi-bulles pour la cavitation. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 337 (2009) no. 11-12, pp. 791-800. doi : 10.1016/j.crme.2009.10.006. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2009.10.006/

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