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叶轮流道入口喉部面积对离心泵空化性能的影响

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液压气动与密封 2024年第3期44卷 12-17页

作者：王正港王秀勇周建强孙泽鹏兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 甘肃省流体机械及系统重点实验室甘肃兰州730050

为了探究叶轮流道入口喉部面积对离心泵空化性能的影响,以某型号离心泵为研究模型,通过修改叶片包角和方格网流线构建了4组具有不同叶轮流道入口喉部面积的叶轮,基于RNG k-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,对4组模型泵方案的空化性... 详细信息

为了探究叶轮流道入口喉部面积对离心泵空化性能的影响,以某型号离心泵为研究模型,通过修改叶片包角和方格网流线构建了4组具有不同叶轮流道入口喉部面积的叶轮,基于RNG k-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,对4组模型泵方案的空化性能进行数值模拟。研究结果表明:在保持叶轮流道出口面积不变的前提下,叶轮流道入口喉部面积增大,初生空化余量NPSH_i与临界空化余量NPSH_r的变化存在相反的趋势,两者之间没有倍数关系;临界空化余量NPSH_r主要与叶轮流道面积的变化趋势有关,宽敞流道有利于降低离心泵的临界空化余量,提高空化严重时的断裂扬程;初生空化余量NPSH_i与叶轮进口几何形状有关,为获得较小的初生空化余量,在水力设计过程中,须采用使入口喉部面积减小的措施。

关键词：离心泵流道面积初生空化临界空化数值模拟

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微型涡流发生器对空化初生特性的影响

兵器装备工程学报 2023年第12期44卷 63-72页

作者：龚瑜璠胡常莉洪伯杰杨斯睿纪潇曈南京理工大学能源与动力工程学院南京210094

为减小空化对水下装备性能带来的不良影响,开展了空化抑制方法的研究。采用均相流模型并耦合SSTγ-Reθt湍流模型以及Zwart空化模型对带有微型涡流发生器(micro vortex generator,MVG)的水翼在不同攻角下(4°、6°、8°)的初生空化流动... 详细信息

为减小空化对水下装备性能带来的不良影响,开展了空化抑制方法的研究。采用均相流模型并耦合SSTγ-Reθt湍流模型以及Zwart空化模型对带有微型涡流发生器(micro vortex generator,MVG)的水翼在不同攻角下(4°、6°、8°)的初生空化流动进行了数值模拟。研究结果表明:MVG可以明显提升水翼近壁流速且使边界层厚度有所增加;MVG对边界层分离特性的影响规律受来流攻角影响较大,当MVG位于分离点之前时(4°攻角)分离涡尺度减小,而位于分离点之后时(6°和8°攻角)分离涡尺度增大;3种攻角条件下,MVG均能够明显降低水翼的初生空化数,相比之下,8°攻角时初生空化数的降幅最大,表明MVG对空化的抑制效果受攻角的影响较大。研究成果可为工程实践中抗空化性能的设计提供一定的理论参考。

关键词：微型涡流发生器水翼初生空化流动控制数值模拟

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绕回转体初生空化流场特性的实验及数值研究

工程力学 2012年第6期29卷 320-325,331页

作者：黄彪王国玉胡常莉高德明北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

该文采用实验与数值模型相结合的方法对绕回转体的初生空化流场进行了分析,研究了头型对初生空化流场特性的影响,数值模型中,为了精确捕捉由于分离流动而产生的漩涡结构,湍流模型采用了一种基于空间尺度修正的滤波器模型(FBM),实验中,... 详细信息

该文采用实验与数值模型相结合的方法对绕回转体的初生空化流场进行了分析,研究了头型对初生空化流场特性的影响,数值模型中,为了精确捕捉由于分离流动而产生的漩涡结构,湍流模型采用了一种基于空间尺度修正的滤波器模型(FBM),实验中,采用高速录像技术观察了初生空化形态,并应用粒子测速系统(PIV)测量了相应工况下,初生空化流场的速度及涡量分布,研究结果表明:头型对绕回转体的初生空化流场具有显著的影响,不同回转体的初生空化数随着肩部曲率突变增大而逐渐增大,在初生空化工况下,平头和锥头回转体肩部的高剪切流动区出现了不规则的漩涡分离结构,初生空化首先在该分离区域内产生,而不是发生在回转体的物面上或在物体邻近处,此时,初生空化流场体现出明显的漩涡脉动特性,流场中的低速高脉动区域对应于空化核心区,涡量主要亦集中在该漩涡分离区域内,对于圆头回转体,其初生空化流场比较稳定,"指状"的片状空泡附着在回转体表面上。

关键词：初生空化回转体漩涡分离粒子测速系统高速录像

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绕平头回转体初生空化的实验与数值研究

船舶力学 2014年第1期18卷 19-27页

作者：胡常莉王国玉陈广豪王复峰北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

综合应用实验与数值方法研究了绕平头回转体的初生空化。采用流动显示技术观察了绕平头回转体初生空穴的发展历程;数值计算采用一种RANS/LES的混合局部时均化湍流模型(PANS)。研究结果表明:初生空穴均发生在绕平头回转体的肩部分离旋涡... 详细信息

综合应用实验与数值方法研究了绕平头回转体的初生空化。采用流动显示技术观察了绕平头回转体初生空穴的发展历程;数值计算采用一种RANS/LES的混合局部时均化湍流模型(PANS)。研究结果表明:初生空穴均发生在绕平头回转体的肩部分离旋涡区域,其形态呈和三维旋涡结构相关的纺锤状;伴随流场中旋涡运动,空穴自身也作着旋转运动且旋转轴即为纺锤状的长轴;绕平头回转体的初生空穴向下游运动的速度远小于主流速度。实验及数值结果均表明,从空化初生到溃灭的过程中,游离空穴随着主流向下游运动,在该研究中运动速度仅约为主流速度的10%-40%。

关键词：平头回转体初生空化旋涡特性

不同攻角下绕平头回转体初生空化流动特性研究

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兵工学报 2020年第4期41卷 711-719页

作者：杨龙胡常莉罗倩南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

为了分析近壁面流场结构对附着型空化初生特性的影响规律,通过数值模拟方法开展不同来流攻角条件下绕平头回转体初生空化的形成及流动特性研究。采用均质两相流模型并耦合大涡模拟(LES)方法和Zwart空化模型,对绕平头回转体初生空化进行... 详细信息

为了分析近壁面流场结构对附着型空化初生特性的影响规律,通过数值模拟方法开展不同来流攻角条件下绕平头回转体初生空化的形成及流动特性研究。采用均质两相流模型并耦合大涡模拟(LES)方法和Zwart空化模型,对绕平头回转体初生空化进行数值模拟。研究结果表明:LES方法可以较好地模拟绕平头回转体的初生空化流动,计算得到的空穴形态及其随时间的演变过程与实验结果基本一致;各攻角条件下的初生空穴均呈不规则的团泡状,不对称地分布在回转体肩部的分离涡区域内;随着攻角增大,回转体迎流区域的初生空穴分布范围逐渐减小,背流区域的初生空穴分布范围逐渐扩大;初生空穴的分布规律与时均分离涡结构紧密相关;随着攻角增大,迎流面分离涡尺度逐渐减小并向回转体头部及壁面移动,背流面分离涡尺度逐渐增大;大攻角条件下,在回转体背流面的分离再附着点附近出现二次分离现象,促使初生空化在此处形成。

关键词：平头回转体近壁面初生空化攻角分离涡大涡模拟

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绕水翼初生游离型空化流动结构

工程热物理学报 2007年第6期28卷 954-956页

作者：王国玉顾玲燕张博余志毅北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

为了研究初生空化流动形态及其紊流流场结构,采用高速录像技术观察了绕Clark-Y型水翼初生空化的空化形态,应用LDV分别测量了无空化和初生空化条件下的紊流流场分布。结果表明,绕水翼小攻角无分离流动区域的初生空化形态呈游离发夹涡型... 详细信息

为了研究初生空化流动形态及其紊流流场结构,采用高速录像技术观察了绕Clark-Y型水翼初生空化的空化形态,应用LDV分别测量了无空化和初生空化条件下的紊流流场分布。结果表明,绕水翼小攻角无分离流动区域的初生空化形态呈游离发夹涡型空泡团结构,但其具有和单泡相同的发展过程;初生空化和无空化紊流流场的速度和紊流强度没有发现有规律性的差异,初生游离型空穴的形成与发展过程,对雷诺平均流场没有显著的影响.

关键词：初生空化紊流流动高速录像 LDV

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初生空化与液体抗拉强度的关系

水动力学研究与进展（A辑） 1990年第4期5卷 27-34页

作者：杨志明武汉水利电力学院

自1983年开始以液体的抗拉强度作为其空化临界压强研究初生空化的比尺效应以来,该方法已得到进一步的应用和完善。本文就研究中遇到的一些问题,如关于空化灵敏度仪的校正,“零抗拉强度”的概念,试验设备中液体抗拉强度的动态变化以及在... 详细信息

自1983年开始以液体的抗拉强度作为其空化临界压强研究初生空化的比尺效应以来,该方法已得到进一步的应用和完善。本文就研究中遇到的一些问题,如关于空化灵敏度仪的校正,“零抗拉强度”的概念,试验设备中液体抗拉强度的动态变化以及在空化试验中使用该方法的技术和意义等作详细的阐述。

关键词：初生空化液体抗拉强度

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水工建筑物初生空化数及其比尺效应研究进展

水利水电科技进展 2021年第1期41卷 87-94页

作者：郑雪玉吴时强杨家修中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029

水工建筑物结构水力设计中通常涉及防空蚀设计,一般规定水流空化数σi<0.3的区域或者流速大于15 m/s的部位要进行防空蚀设计。水工建筑物不同部位结构,初生空化数不同,该值的分析一方面通过理论计算,另一方面则是通过减压模型试验,试验... 详细信息

水工建筑物结构水力设计中通常涉及防空蚀设计,一般规定水流空化数σi初生空化数不同,该值的分析一方面通过理论计算,另一方面则是通过减压模型试验,试验不可避免地存在比尺效应。对目前国内外初生空化数的计算公式加以总结,指出不同公式的优缺点及适用条件;对初生空化的比尺效应进行相应归纳,为模型试验测定初生空化数提供新的思考方法;同时总结了水工建筑物不同部位初生空化判断标准,为相应的设计研究提供具体详细的指导。

关键词：水工建筑物初生空化空蚀比尺效应判断标准

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验证用于初生空化数检测的比较法

水动力学研究与进展（A辑） 2009年第1期24卷 95-98页

作者：杨志明武汉大学水利水电学院武汉430072

该文作者在若干年前提出了用于初生空化试验的"比较法"的概念。方法的原理是:当初生空化数和消失空化数之差达到最小时,试验液体的抗拉强度就非常接近于零。由此;可以在不用专业仪器的情况下,检测不受液体抗拉强度影响的初生空化数。近... 详细信息

该文作者在若干年前提出了用于初生空化试验的"比较法"的概念。方法的原理是:当初生空化数和消失空化数之差达到最小时,试验液体的抗拉强度就非常接近于零。由此;可以在不用专业仪器的情况下,检测不受液体抗拉强度影响的初生空化数。近年来的的研究成果证实了该"比较法"与使用检测仪器得到的成果具有相同的效果,进一步地验证和讨论了它的合理性。

关键词：初生空化消失空化抗拉强度空化比较