绕三维水翼非定常空化流动结构的数值与实验研究

作     者：时素果 王国玉 袁海涛 王复峰 

作者机构：北京理工大学机械与车辆学院北京100081 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2012年第29卷第8期

页      面：346-353页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0813[工学-建筑学] 081301[工学-建筑历史与理论] 

基　　金：国家自然科学基金项目(50976004) 高校博士点基金项目(20080070027) 

主　　题：非定常空化 机理 数值计算 准周期 U型空穴 

摘      要：为了说明非定常空化的流动机理,该文采用数值与实验相结合的方法对绕三维水翼片状和云状空化流动结构进行了研究。实验在高速水洞中进行,采用高速录像技术观测了片状和云状空化阶段的空穴形态。数值计算基于均相流模型,汽液混合区域密度由质量传输方程调节。利用商业软件二次开发技术引入准确描述空化流场非定常特性的FBM湍流模型,进行绕三维水翼的数值模拟,获得了随时间变化的空穴形态、压力和速度分布等流场结构。与实验结果对比发现,数值计算结果与实验基本一致。在片状空化阶段,空穴稳定地附着在水翼表面,只有空穴尾部不断的有小空泡团沿着翼弦方向脱落。在云状空化阶段,清楚得描述了空穴的产生-发展-脱落-溃灭的准周期性变化,并准确地捕捉到空泡脱落时,附着在翼型前端的U型空穴和翼展方向不同强度的反向射流,脱落的空泡由翼型中前部旋涡状脱落。