理论教育 片状空化的非定常特性探究

片状空化的非定常特性探究

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5-1是数值计算得到的翼型表面的片状空穴水蒸汽分布图,蓝色区域表征了含汽量较大的区域。为了与实验结果进行对比,由于空化流动存在显著的非定常特性,所取图片的时间间隔与给出的实验图片保持一致,与实验观察的现象相似,空穴尾部存在不稳定现象,空泡以小尺度、脉动的方式脱落。在此过程中,空穴内部的压力有小幅度的波动,空穴内部自身的压力脉动导致了空穴的断裂以及小尺度空泡团的脱落现象。

片状空化的非定常特性探究

当空化数σ=1.40时,附着在翼型上的片状空化形态随时间的演变过程,实验与数值模拟结果均表明,总体而言,在此工况下,空泡长度随时间不会发生明显的变化,形成较稳定的附着型片状空穴;但是在空穴尾部,小尺度的空泡团存在频繁的形成、脱落过程,并逐渐向下游运动,直至消失。

图5-1是数值计算得到的翼型表面的片状空穴(σ=1.40)水蒸汽分布图,蓝色区域表征了含汽量较大的区域。为了与实验结果进行对比,由于空化流动存在显著的非定常特性,所取图片的时间间隔与给出的实验图片保持一致,与实验观察的现象相似,空穴尾部存在不稳定现象,空泡以小尺度、脉动的方式脱落。为了对片状空化的脱落机理进行揭示,图5-2给出了在该工况下,几个典型时刻的翼型表面的压力系数分布,附着部分的空穴内部压力为液体的饱和水蒸汽压,而空穴尾部水汽交界面的压力梯度增大,对应于空泡脱落时刻(t=t0+32.8Tref~t0+33.6Tref)。在此过程中,空穴内部的压力有小幅度的波动,空穴内部自身的压力脉动导致了空穴的断裂以及小尺度空泡团的脱落现象。

图5-1 片状空化阶段空穴形态(σ=1.40)(见彩插)(www.daowen.com)

(a)t=t0+32.8Tref;(b)t=t0+33.2Tref;(c)t=t0+33.6Tref

图5-2 水翼表面的压力系数(σ=1.40)(见彩插)

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