캐비테이션은 국소 동력의 불균형으로 인해 기포 또는 진공으로 알려진 액체가 거의 없는 작은 영역인 증기 캐비티가 액체에서 생성되는 현상을 말합니다. 이는 대개 액체가 등온 조건하에서 급격한 압력 변화를 겪을 때 발생합니다. 예를 들어, 압력이 하한계 아래로 떨어지면(포화 증기 압력) 액체가 파열되어 수증기가 많은 캐비티를 형성하며, 증기 기포가 하한계 압력보다 높은 압력을 받으면 진공이 내파되고(기포 붕괴) 극심한 충격파가 생성됩니다.

액체 흐름의 경우 캐비테이션 발생 경향은 아래와 같이 지정된 캐비테이션 수에 의해 구분됩니다.

방정식 2.157

여기서 p는 흐름 기준 압력(예: 유입구 압력)의 절대값이며, pv는 온도 및 압력에 따라 달라지는 재료 특성인 포화 증기 압력입니다. 분모는 ρl이 액체 밀도이고 U∞가 자유 기류 속도인 흐름 동수낙차를 나타냅니다. 따라서 방정식 2.157은 캐비테이션 수가 감소됨에 따라 액체 흐름이 캐비테이션 발생 경향이 높다는 것을 나타냅니다.

연료 분사기, 액체 펌프, 프로펠러, 임펠러, 수중익선, 유정압 베어링, 바이오 인공 심장 판막과 같은 여러 유체 엔지니어링 시스템에서 안정 및 불안정 캐비테이션 흐름이 발생할 수 있습니다. 원치 않는 상황에서 캐비테이션이 발생하는 경우도 있습니다. 이러한 급격한 성능 저하는 감소된 질량 유속, 낮아진 펌프의 헤드 상승, 하중 비대칭, 진동 및 소음으로 인해 발생할 수 있습니다. 캐비테이션은 표면의 기포 충돌로 인해 장치에 물리적 손상을 입힐 수도 있습니다. 이 경우 궁극적으로 구조적 무결성에 영향을 줄 수 있습니다. 캐비테이션을 최소화하거나 해당 존재에 대해 계산하려면 초기 설계 단계에서 캐비테이션의 존재 및 범위를 파악해야 합니다. 따라서 캐비테이션의 정확하고 신뢰할 수 있는 모델링 기능을 제공하는 것이 CFA에서 매우 중요합니다. Creo Flow Analysis에서는 광범위한 유체 시스템에서 발생하는 캐비테이션 흐름을 시뮬레이션할 수 있도록 완전한 캐비테이션 모델을 사용자 정의된 도구(템플릿)와 함께 제공합니다.

이 항목에서는 Creo Flow Analysis에서 사용된 모델링 이론 및 캐비테이션 모델을 설명합니다. 모델 매개 변수 및 설정, 워크플로 및 포스트 프로세싱 수량도 설명합니다. 캐비테이션은 액체 위상과 증기 위상 간의 열 위상 변화 프로세스이므로 다상 흐름에서 계면 질량 전달로 모델링됩니다. 그러나 Creo Flow Analysis에서는 캐비테이션이 다상(Multiphase) 모듈과 독립적으로 모델링됩니다. 이 모듈에 액세스하려면 아래 단계를 따르십시오.

캐비테이션(Cavitation) 모듈 항목에 대한 설명은 다음을 참조하십시오.