Large Eddy Simulation of Partial Cavitation Around a 2D Plane-Convex Hydrofoil

Resumen: Investigaciones sobre la cavitacion tienen una gran importancia economica en el campo de la maquinaria hidraulica. Durante mas de 40 anos, metodos de mecanica computacional de fluidos han sido para entender estosfenomenos y ayudar a mejorar los disenos de maquinarias y equipos, como el caso de bombas y turbinas hidraulicas.Sin embargo, la cavitacion aparece en flujos con numeros de Reynolds grandes, por lo cual, los modelos tradicionales deturbulencia Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) k?e y k?w no son capaces de capturar el fenomeno de burbujasen movimiento. Por lo cual, la presente investigacion usa el modelo de turbulencia Large Eddy Simulation (LES) conmetodos implicitos (ILES) y explicitos (ELES), para simular la cavitacion alrededor de un perfil plano-convexo . Lasimulacion CFD ha sido llevada a cabo usando el programa de codigo abierto OpenFOAM y lenguaje python parael procesamiento de datos. La investigacion indica que ELES y ILES porporcionan resultados similares a resultadosexperimentales obtenidos en el tunel de cavitacion de la Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL). Abstract: Investigations of attached partial cavitation are important because to prevent damages in hydrulic machineryand to reduce the costs. As expected computational fluid dynamics (CFD) methods have been developed for more than40 years to understand this phenomenon and to improve the machinery designs, as pumps and hydraulic turbines.However, cavitation appears at high Reynolds numbers, so that, the traditional turbulence models Reynolds-averagedNavier-Stokes (RANS) k?e and k?w are not able to capture the bubbles motion. Therefore, large eddy simulation withimplicit (ILES) and explicit (ELES) turbulence methods have been used to capture and study partial cavitation arounda plane-convex hydrofoil. The CFD simulation has been carried out by the free open source software OpenFOAM andpython language for data analysis. The research shows that ELES and ILES give results similar to experiments from thecavitation tunnel of the Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL).