【摘 要】
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为了准确模拟绕三维扭曲水翼云状空化的非定常动力特性,基于Rayleigh-Plesset方程的球形空泡动力学模型和均相流假设,建立了一种非线性空化模型.分别采用非线性空化模型和Schnerr-Sauer模型对绕Delft Twist-11型三维水翼的非定常空化流动进行数值计算,得到了翼型升力系数、空泡总体积变规律及空穴形态周期性演变,并基于涡量输运方程对空化—旋涡的交互作用机理进行研究.通过与已有
【机 构】
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三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室,湖北宜昌443002;三峡大学机械与动力学院,湖北宜昌443002
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为了准确模拟绕三维扭曲水翼云状空化的非定常动力特性,基于Rayleigh-Plesset方程的球形空泡动力学模型和均相流假设,建立了一种非线性空化模型.分别采用非线性空化模型和Schnerr-Sauer模型对绕Delft Twist-11型三维水翼的非定常空化流动进行数值计算,得到了翼型升力系数、空泡总体积变规律及空穴形态周期性演变,并基于涡量输运方程对空化—旋涡的交互作用机理进行研究.通过与已有文献的实验结果进行对比分析发现:非线性模型计算得到的平均升力系数和空泡脱落主要频率与实验值吻合程度更好;非线性模型能够较为准确地捕捉云状空化周期性演化过程;片状空穴的脱落及云状空穴的形成诱发了旋涡的产生,空泡体积分数较高区域内巨大流体微团形变率是涡量产生随体变化的最主要因素.
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基于气泡泡壁运动方程,详细研究了在双频声场驱动下的气泡非线性动力学振荡特性.系统地研究了外加声场参数的变化对气泡非线性动力学特性的影响,采用时域图、相图和分叉图等对该现象进行了详细描述,并进一步给出了气泡由线性振荡经过倍周期分叉发展为混沌振荡的详细动力学过程.
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