【摘 要】
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采用数值计算和实验研究的方法研究了绕Clark-Y型水翼的游离型初生空化和附着片状空化的形态与流场特性.数值计算采用了基于N-S方程的空化计算,空化模型采用了基于动力学的界面空化模型(IDCM),为了讨论空化模型和紊流模型的相互作用,紊流模型分别采用了Launder和Spalding的k-ε湍流模型(LSM模型)和带滤波器的k-ε湍流模型(FBM模型).实验分别采用高速录像观察了初生空化和片状空化
【机 构】
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北京理工大学机械与车辆工程学院,100081 美国密西根大学航空与航天工程系
【出 处】
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2006中国工程热物理学会流体机械学术会议
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采用数值计算和实验研究的方法研究了绕Clark-Y型水翼的游离型初生空化和附着片状空化的形态与流场特性.数值计算采用了基于N-S方程的空化计算,空化模型采用了基于动力学的界面空化模型(IDCM),为了讨论空化模型和紊流模型的相互作用,紊流模型分别采用了Launder和Spalding的k-ε湍流模型(LSM模型)和带滤波器的k-ε湍流模型(FBM模型).实验分别采用高速录像观察了初生空化和片状空化的空化形态,采用LDV分别测量了无空化、初生空化和片状空化的紊流流场,结果表明,初生游离型空化的紊流流场特性和空化没有发生时并没有显著的变化,游离型空穴的形成和溃灭对于雷诺平均流动的影响是很小的,现有的实验和计算方法还无法捕捉或评价这种影响.片状空穴空化的空穴内部的流动速度要远远低于主流区的流动,在汽液交界面上在垂直与交界面的方向上速度梯度非常大.在空穴的后部流场,均产生了一个类似边界层的具有比较大的速度梯度的流动区域,该区域的厚度远远大于边界层的厚度,而是和空穴的厚度具有相同的尺度.计算和实验结果的对比还表明现有的计算方法可以很好地获得片状空穴的形状及其速度分布.但在空穴后部的区域实验和选择的两种紊流模型计算的结果均有差异.在无空化阶段,LSM和FBM显示了非常一致的时均结果.但在空化条件下将出现一些差别,尤其在片状空化阶段,FBM结果有一个大的尾迹.
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