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小空化数下超空泡航行体的阻力特性试验研究

水动力学研究与进展（A辑） 2009年第1期24卷 1-6页

作者：易文俊熊天红王中原王昌明南京理工大学弹道国防科技重点实验室南京210094 南京理工大学机械学院南京210094

为了研究小空化数下超空泡形态航行体的阻力特性,针对带圆盘空化器头部的航行体设计加工了4种不同结构参数的航行体试验模型。并在水靶道中进行了这些模型的水下航行试验,航行体空化数接近10-4,试验中测量出航行体发射点和某点的航行速... 详细信息

为了研究小空化数下超空泡形态航行体的阻力特性,针对带圆盘空化器头部的航行体设计加工了4种不同结构参数的航行体试验模型。并在水靶道中进行了这些模型的水下航行试验,航行体空化数接近10-4,试验中测量出航行体发射点和某点的航行速度,计算出航行体的平均空化数。数据处理后得到了航行体的平均阻力系数,分析了空化器直径、航行体长细比、空化数对航行体阻力特性的影响;还在试验数据基础上,分析了小空化下航行体的自然超空泡减阻率。结果表明:在超空泡形态下,空化数接近10-4航行体的超空泡减阻率可达98%。这个研究结果为进一步研究小空化数下航行体的水动力特性和弹道特性提供了理论参考和试验数据。

关键词：航行体超空泡阻力系数减阻空化数

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翼型空化起始对应空化数及尺度效应分析

中国舰船研究 2022年第3期17卷 178-186,204页

作者：常晟铭丁恩宝孙聪王超刘贵申中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

[目的]水下翼型空泡数下降到某个临界值后,翼型前缘位置的压强会降低而发生空化。在模型试验研究中,模型尺度翼型难以满足实尺度翼型的雷诺数,使得空化起始对应的空化数发生变化。[方法]为此,以航速为24 kn的标准KCS船采用的NACA 0012... 详细信息

[目的]水下翼型空泡数下降到某个临界值后,翼型前缘位置的压强会降低而发生空化。在模型试验研究中,模型尺度翼型难以满足实尺度翼型的雷诺数,使得空化起始对应的空化数发生变化。[方法]为此,以航速为24 kn的标准KCS船采用的NACA 0012型船舵作为参照,基于STAR-CCM+软件,运用SST k-ω湍流模型和Schnerr-Sauer (S-S)空化模型对翼型空泡特性进行数值模拟。针对不同缩尺比模型,通过改变不同攻角时的翼型环境压强来计算翼型表面流场和空泡分布,得到空化起始对应的空化数,分析尺度效应对临界空化数的影响机理。[结果]结果表明,随着模型尺度的缩小,相应攻角下的翼型临界空化数也有一定程度的减小,说明雷诺数的差异会加剧尺度效应。[结论]因此,为防止尺度效应对起始空泡数的影响,模型试验中不宜选用较小尺度的翼型。

关键词：水下翼型空化起始空化数尺度效应

小空化数下带尾翼射弹超空泡减阻试验与数值模拟

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南京理工大学学报 2013年第2期37卷 244-250页

作者：熊天红张木易文俊刘怡昕南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094 南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

为探究水下高速带尾翼射弹的超空泡减阻特性,利用自行研制的水下测速系统,对所设计的几种结构的带尾翼射弹模型进行了带尾翼超空泡射弹从空气入水的试验研究。通过试验数据的分析和处理,获得小空化数下带尾翼超空泡射弹的阻力系数。采用... 详细信息

为探究水下高速带尾翼射弹的超空泡减阻特性,利用自行研制的水下测速系统,对所设计的几种结构的带尾翼射弹模型进行了带尾翼超空泡射弹从空气入水的试验研究。通过试验数据的分析和处理,获得小空化数下带尾翼超空泡射弹的阻力系数。采用N-S方程、压力隐式算子分裂(PISO)算法、大涡模拟湍流模型和流体体积函数(VOF)方法,对绕三维带尾翼射弹非定常空泡流动进行数值模拟,计算结果与试验数据吻合较好。分析了小空化数下带尾翼射弹超空泡的减阻效果,最大减阻率可达93.1%。与普通射弹的超空泡流特性相对比,尾翼结构对超空泡射弹的阻力特性影响不大,但可以显著提高射弹运动的稳定性。

关键词：减阻超空泡尾翼射弹非定常流动空化数

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水力空化中雷诺数与空化数关系的研究

环境工程 2008年第6期26卷 15-16,19页

作者：王惠敏孙三祥兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070

采用不同厚度、孔数和孔径的多洞孔板作为水力空化发生装置,通过对罗丹明B溶液的空化试验,得出了空化数与雷诺数的关系。试验结果与量纲分析相吻合。

关键词：水力空化空化数雷诺数量纲分析

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一种基于空化数的液压元件空蚀评价方法

一种基于空化数的液压元件空蚀评价方法

作者：刘凯西南交通大学

学位级别：硕士

空化和空蚀对液压系统中的液压泵、液压阀等元件影响严重,是一个长期难以解决的问题。当系统的压力低于饱和蒸汽压时,低压处会产生空泡：空泡能改变流动系统的流场特性,减小流道有效面积,增加流道阻力。在空泡的初生、发育、溃灭过程中... 详细信息

空化和空蚀对液压系统中的液压泵、液压阀等元件影响严重,是一个长期难以解决的问题。当系统的压力低于饱和蒸汽压时,低压处会产生空泡：空泡能改变流动系统的流场特性,减小流道有效面积,增加流道阻力。在空泡的初生、发育、溃灭过程中系统将产生高频噪声和压力脉动,空泡溃灭产生的微射流冲击会造成固体边壁的剥蚀破坏——空蚀。空蚀的破坏作用巨大,能严重缩短液压元件的使用寿命。论文主要利用CFD软件对Yamaguchi的空蚀实验进行建模仿真,结合仿真和实验结果,找出参数评价空蚀。论文主要包括四部分内容：（1）对实验模型的结构尺寸进行参数化,利用STAR-CD的建模命令建立参数化六面体网格模型。通过网格数误差测试,确定出最适合本文仿真计算的网格数及其建模参数。（2）分析仿真计算的结果,提出发生空蚀的假设：①速度保护：试件表面压力低,流体速度快,气泡从试件表面快速通过,气泡在试件表面破裂的数量少,腐蚀轻。②压力保护：试件表面压力高,流体速度低,大量气泡在离试件表面较远处破裂,气泡冲不进试件表面,气泡在试件表面破裂数量少,腐蚀轻。③空蚀破坏：试件表面压力不够高,压力保护不足,速度不够快,速度保护不足;大量气泡在试件表面破裂,腐蚀严重。（3）根据假设找到用空化数σ评价空蚀。对比σ分布图和实验中空蚀量的关系,得出σ的分布图能比较准确的预测空蚀的位置和程度。对比σ分布图和实验中试件空蚀图片的关系,发现。分布图预测的试件上空蚀的位置和严重程度与实验给出的试件空蚀图片一致。（4）对Yamaguchi的另一个空蚀实验进行建模仿真。按同样的方法得到发生空蚀时对应的σ值。作出σ在流场中的分布,对比实验发现σ的分布图能比较准确的反映空蚀的位置和严重程度。

关键词：空化数空泡空蚀 CFD

不同空化数下船用离心泵空化诱导噪声特性研究

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水电能源科学 2017年第12期35卷 162-165页

作者：李钰刘厚林王凯陈昆江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013 宁波巨神制泵实业有限公司浙江宁波315135

为研究空化对船用离心泵流动诱导噪声的影响,试验分析了一台比转速ns=132.7的船用离心泵的扬程系数-空化数(ψ-σ)曲线和不同空化数下的空化诱导噪声。结果表明,随空化数减小,空化程度加剧,气泡从叶片进口边背面向叶片根部发展,空化诱... 详细信息

为研究空化对船用离心泵流动诱导噪声的影响,试验分析了一台比转速ns=132.7的船用离心泵的扬程系数-空化数(ψ-σ)曲线和不同空化数下的空化诱导噪声。结果表明,随空化数减小,空化程度加剧,气泡从叶片进口边背面向叶片根部发展,空化诱导振动噪声呈先略微降低再升高的趋势,噪声能量由低频段向高频段转移;当空化数达到临界值,高阶叶频处声压峰值抬高;当空化程度十分严重时高频区域宽频带声压水平显著升高。

关键词：船用离心泵空化数诱导噪声试验

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基于可视化管道中稳态流空化数的研究

基于可视化管道中稳态流空化数的研究

作者：张青锋河南科技大学

学位级别：硕士

空化是一种普遍存在的物理现象,空化是发生于液体作为介质的水力机械中的一种特有现象，而在固体和空气中一般不会发生空化。它广泛存在于水轮机、水泵、阀门和闸门、船舶螺旋桨、水翼、声纳、水射流加工、清洗设备以及发动机的喷嘴之... 详细信息

空化是一种普遍存在的物理现象,空化是发生于液体作为介质的水力机械中的一种特有现象，而在固体和空气中一般不会发生空化。它广泛存在于水轮机、水泵、阀门和闸门、船舶螺旋桨、水翼、声纳、水射流加工、清洗设备以及发动机的喷嘴之中。固壁附近空化泡的溃灭不仅会造成船舰、潜艇螺旋桨和其他水力机械表面的气蚀损坏,影响其使用寿命,而且还会改变它们的动力特性。所以空化是反映水轮机、水泵等特性的一个重要指标，是设计、试验、运行中必须考虑的问题，并且一直是国内外水力机械领域中的重要研究课题。尤其是近些年很多科研单位和学校都在研究喷油嘴处的空穴，因为其对雾化起到很重要的作用。由流体力学理论可知，具有固定边界的流场内，沿流线速度越高、压力越低，当压力降到该液体饱和蒸气压以下时，在流场的临界低压区内，将产生空穴，在空穴区含有小的气泡或泡沫，它的存在使液相流体的连续性遭到破坏，空穴体置换流体时，流态发生变化，在流道内形成蒸汽泡、液体中未溶气体和液体的两相流动，这就是所谓的空泡现象(或称空穴、空化)。本文基于可视化管道来研究空化现象，通过对不同出口管道直径、不同出口管道倾角、不同出口管道入口处的倒角及不同喇叭口型等不同结构参数以及不同入口压力、背压等条件参数下的空化现象的研究，通过研究对不同结构空化现象的发生位置给予合理的解释，并总结出普适性的结论和新的结构条件下空化数公式，特别是新的结构空化数公式能够对一些不同结构条件下的空化现象做出合理的解释。另一方面新的结构空化数公式也能够对条件参数空化公式做出补充和完善，并为研究空化现象的学者提供理论参考。本文在数值模拟的基础之上，又搭建了可视化空化试验装置，通过数码相机直接拍摄空化现象，空化可视化的结果可以使我们更加直观的去观察空化。可视化实验的结果和数值模拟的结果显示了高度的一致性。

关键词：空化空化数数值模拟可视化实验

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空化数对锥形空化器升力系数的影响

空化数对锥形空化器升力系数的影响

第十四届全国水动力学学术会议暨第二十八届全国水动力学研讨会

作者：栗夫园蔡帆北京机械设备研究所

为了研究锥形空化器的升力系数与空化数之间的关系,通过CFD方法对锥形空化器的流体动力进行了计算,得到了不同空化数下锥形空化器的升力和阻力。确定了锥形空化器的升力与空化数的线性关系,且不同锥角的空化器的线性斜率随锥角增大而减... 详细信息

为了研究锥形空化器的升力系数与空化数之间的关系,通过CFD方法对锥形空化器的流体动力进行了计算,得到了不同空化数下锥形空化器的升力和阻力。确定了锥形空化器的升力与空化数的线性关系,且不同锥角的空化器的线性斜率随锥角增大而减小。通过仿真数据还推导出了零空化数下不同锥角空化器的升力系数。研究结果对锥形空化器的研究和应用提供了参考。

关键词：锥形空化器空化数升力系数数值仿真

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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空化数与雷诺数关系的确定

西华大学学报（自然科学版） 2008年第6期27卷 9-12页

作者：王惠敏韩喜莲孙三祥兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070

采用量纲分析和试验相结合的方法探求空化数和雷诺数的关系。通过量纲分析表明,空化数和雷诺数之间有确定的函数关系。利用不同厚度、孔数和孔径的多洞孔板作为水力空化发生装置,通过对罗丹明B溶液的空化降解试验,得出了空化数与雷诺数... 详细信息

采用量纲分析和试验相结合的方法探求空化数和雷诺数的关系。通过量纲分析表明,空化数和雷诺数之间有确定的函数关系。利用不同厚度、孔数和孔径的多洞孔板作为水力空化发生装置,通过对罗丹明B溶液的空化降解试验,得出了空化数与雷诺数间呈幂次关系。试验结果也验证了水力空化有降解效果。

关键词：水力空化空化数雷诺数量纲分析