液体を対象にしたポンプでは、急激な減圧によって析出する気泡が性能低下や故障要因となることがあります。この現象はCONVERGE標準のキャビテーションモデルでも予測できますが、UDFによる追加実装を行うことで気泡崩壊に伴うエロージョン予測にも活用できます。
本事例ではスクリューポンプを対象に、エロージョンリスクの生じる位置を予測しています。またキャビテーションによる気泡生成や崩壊は、狭い隙間で生じやすいため、通常は細かいメッシュが必要です。この状況に対しては、隙間距離による流量や圧力損失の傾向を定式化し、これをギャップモデルとして実装することで粗いメッシュでも実機相当の隙間流動を再現します。

出典：エロージョン評価モデル
[1] M. Dular et al., “Experimental and numerical modelling of cavitation erosion,” Proceedings of the 6th International Symposium on Cavitation, The Netherlands (2006).
[2] Z. Li and T. Van Terwisga, “On the capability of a RANS method to assess the cavitation erosion risk on a hydrofoil,” Proceedings of the 8th International Symposium on Cavitation, Singapore (2012).
[3] O. Usta et al., “A study on the numerical prediction of cavitation erosion for propellers,” Proceedings of the 5th International Symposium on Marine Propulsors, Finland (2017).

ギャップモデル
[4] David Henry Rowinski, “Investigations of Automatic Meshing in Modeling a Dry Twin Screw Compressor,” International Compressor Engineering Conference (2018)

解析種別：ポンプ、移動境界、エロージョン
課題等：ポンプの性能低下や故障、キャビテーション、エロージョン、気泡崩壊