Development and Validation of a Reduced Critical Radius Model for Cryogenic Cavitation
Notice bibliographique
Résumé
Cryogenic fluids such as liquid hydrogen, liquid oxygen, and liquid methane have often been used as liquid rocket propellants, and it is well known that the suction performance of turbopump inducers is better in cryogenic fluids than it is in cold water due to the so-called “thermodynamic effect.” The origin of the thermodynamic effect is the temperature change inside a cavity region that arises from the latent heat transfer across the interface of a cavity. To better understand the suction performance of cavitating cryogenic inducers, we must take into account the temperature changes that take place due to the thermodynamic effect; computational fluid dynamics (CFD) analysis coupled with an energy equation is one of the most powerful tools for this purpose. The computational cost, however, becomes an obstacle for its application to the design phase, so a reduction in the number of governing equations is often preferable. In the present study, a cryogenic cavitation model that does not need to solve an energy equation is proposed as a reduced model; the model is named the “reduced critical radius model.” This model assumes that the temperature change due to the latent heat transfer can be analytically well estimated on the basis of an approximation of the local equilibrium when the pressure inside a cavity is always kept at a saturation vapor pressure at every temperature (at least on the time scale of the flow field). The proposed method was validated carefully for a variety of objects: blunt headforms, hydrofoils, a two-dimensional blunt wing, and Laval nozzles. The results obtained during the validation were in good agreement with the experimental results, except in the case of strong unsteady cavitation. This indicates that the present method, which does not involve solving an energy equation, offers good potential for application to the design phase of cryogenic cavitating inducers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».