从空化发生条件、主要物理特性和流动特征等方面可以将空化分为游移型空化、固定型空化、旋涡型空化和振荡型空化。其中,固定型空化按照其发展阶段特征又可分为初生空化、片状空化、云状空化和超空化(图1-7)。初生空化流动阶段(incipient cavitation),此时翼型吸力面仅存在少量分散的空泡。随着主流向下游移动,这些游移的空泡形态也可发展成发 夹状(或马蹄涡状),当它们移动到下游高压区时逐渐溃灭。片状空化流动阶段(sheet cavitation),此时翼型吸力面的流动分离区出现附着型层状空化,尽管附着型空穴的后端也有较为明显的非定常波动。但是,其空穴长度较为稳定,空穴界面比较清晰,空穴闭合处脱落产生的空泡非常少。云状空化流动阶段(cloud cavitation),此时翼型吸力面的附着型空化在生长到一定尺寸之后出现大尺度的断裂、脱落,并且在翼型尾缘附件形成云状空泡团,云状空泡团溃灭产生的振动、噪声和压力脉冲最为剧烈。超空化流动阶段(super cavitation),此时翼型吸力面的空化泡尺寸进一步增大,空穴的闭合区延伸到翼型尾缘,甚至超过翼型尾缘。
图1-7 几种典型的空化形态
(a)游移型空化;(b)初生空化;(c)片状空化;(d)云状空化;(e)超空化
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图1-7 几种典型的空化形态(续)
(f)旋涡型空化
图1-8给出了绕NACA66水翼在几个典型工况下的空化形态。实验中,采用抽压的方式减小环境压强,从而降低空化数。随着空化数的降低,空化区域逐渐增大,并因此呈现出片状空化、云状空化和超空化的流动形态。
图1-8 绕NACA66水翼典型工况下的空化形态
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