理论教育 非定常云状空化演变的压力脉冲特性分析

非定常云状空化演变的压力脉冲特性分析

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于典型云状空化阶段,非定常空化演变诱导显著的周期性压力脉冲现象。图3-25准周期云状空穴演变诱导的压力波动非定常空穴形态随时间的演变图3-25准周期云状空穴演变诱导的压力波动(续)非定常云状空化演变诱导的压力脉冲在T1+0时刻以后,在喉口下游逐渐形成附着型空穴,随着附着型空穴向下游不断生长,其逐渐覆盖1号和2号传感器。图3-26给出了云状空化非定常空穴形态与压力波动之间的关系。

非定常云状空化演变的压力脉冲特性分析

对于典型云状空化阶段,非定常空化演变诱导显著的周期性压力脉冲现象。图3-25基于3.1.4节所述多物理场同步测量技术,给出了一个半周期内云状空穴形态同步测量得到的压力波动,图3-25(b)中的①、②、③分别代表附着型空穴的生长阶段,附着型空穴的断裂、脱落阶段和脱落型空穴的聚合、溃灭阶段。

图3-25 准周期云状空穴演变诱导的压力波动(σ=0.75)

(a)非定常空穴形态随时间的演变

图3-25 准周期云状空穴演变诱导的压力波动(σ=0.75)(续)

(b)非定常云状空化演变诱导的压力脉冲(www.daowen.com)

在T1+0时刻以后,在喉口下游逐渐形成附着型空穴,随着附着型空穴向下游不断生长,其逐渐覆盖1号和2号传感器。相应地,1号和2号传感器位置处的压力波动相继减小(如图3-25(b)中倾斜的箭头所示)。在T1+30 ms时刻附近,附着型空穴逐渐生长至最大尺寸,此时空穴尾部出现显著波动。相应地,3号和4号传感器位置处测得剧烈的压力波动(如图3-25(b)中矩形框c所示)。

在T1+30 ms 时刻以后,附着型空穴逐渐脱落并产生许多小尺度脱落型空穴。由于这些小尺度脱落型空穴的生长与溃灭,在传感器位置处测得大量局部的压力波动(如图3-25(b)中黑色竖直向下的箭头所示),这类压力波动对应于图3-24中的较高频率能量。

在T1+48 ms时刻之后,在附着型空穴尾部逐渐形成一个大尺度的脱落型空穴。当该大尺度脱落型空穴向下游高压区域移动的过程中,相应区域的压力波动呈现出先降低后增大的特征(如图3-25(b)中标记d和e的斜线所示)。

图3-26给出了云状空化非定常空穴形态与压力波动之间的关系。随着附着型空穴和大尺度脱落型空穴的生长,空穴轮廓面积增大,压力逐渐减小;当经过某一个拐点之后,空穴轮廓面积减小,大尺度脱落型空穴发生溃灭,压力信号逐渐增大并达到峰值。随后,由于小尺度脱落型空穴的生长与溃灭,压力变化比较复杂。

图3-26 总的空穴形态轮廓面积与4号传感器位置处压力波动之间的关系

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