壁面粗糙度对间隙涡空化起始的数值模拟研究
作者单位：上海交通大学工程力学系
会议名称：《第十六届全国水动力学学术会议暨第三十二届全国水动力学研讨会》
会议日期：2021年
学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）]
摘 要：本研究对三维NACA0009水翼间隙流进行数值模拟,重点研究了壁面粗糙度对梢涡空化起始的影响。考虑到梢涡流动的大曲率特点,使用了非线性k-ε湍流模型,并在梢涡集中的区域进行网格加密。粗糙壁面通过带有粗糙度修正的壁函数实现,用全湿流方法计算光滑和粗糙水翼的初生空化数。结果显示,适当增加水翼粗糙度改变了叶梢间隙的流线走向,降低了梢涡强度,增加了涡心压强,从而推迟梢涡空化起始。仅添加20μm的粗糙度就可以使初生空化数降低11%。最后基于数值模拟结果拟合出包含粗糙度影响的初生空化数公式。