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Unter Kavitation wird das Bilden von gasgefüllten Hohlräumen in Flüssigkeiten verstanden. Dies führt in hydraulischen Maschinen beispielsweise zu einer starken Geräuschentwicklung, Vibrationen, einem Abfall des Wirkungsgrades und im schlimmsten Fall zu einer Schädigung der Bauteile. Eine der aggressivsten Arten von Kavitation stellt die sogenannte Wolkenkavitation dar. Hierbei handelt es sich um eine Agglomeration vieler Gasblasen unterschiedlicher Größe. Diese lösen sich von der an einer Oberfläche (z.B. der Schaufel einer Turbomaschine) anhaftenden Kavitationsschicht ab, wie in Abbildung 1 dargestellt ist.

Diese Form der Kavitation wird im Rahmen dieses Forschungsthemas analytisch untersucht. Die Kavitationswolken werden hierbei eindimensional (kugel- oder torusförmig) modelliert und deren Dynamik analysiert. Hierbei werden sowohl kinematische (Zirkulation und Dehnung) als auch dynamische (Druckabsenkungen) Randbedingungen berücksichtigt. Die Modellierung erfolgt unter Berücksichtigung der Kontinuitätsgleichung, der Eulergleichung und der Gilmore-Gleichung.