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中国科学院力学研究所在空化流动数值模拟方法研究中取得进展（图）
中国科学院力学研究所 空化流动 数值模拟 方法 研究
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2020/8/3
空化是水下高速航行体和高速推进技术面临的主要问题，不仅会诱导系统运行异常，产生噪音与振动，甚至能够剥蚀结构表面导致破坏。其中，云状空化是最为常见的一种空化类型，本质上是由大量微小空泡组成的气泡团。只有对空化流场的微观细节及其对宏观效应的影响机制进行深入研究，才能掌握云状空化演化规律及溃灭的细节与机理，准确分析溃灭带来的宏观效应。
绕水翼空化流动及振动特性的实验研究
水翼 振动特性 空化 实验研究
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2018/12/29
空化是发生在水力机械内部的一种水动力现象,其发展具有显著的非定常特性.空化流动中空穴的脱落以及溃灭会诱发结构振动,对水力机械的效率、噪声、安全性等造成影响. 研究空化流动中结构的振动特性具有重要的工程意义. 采用实验的方法研究了绕NACA66 水翼空化流动的空穴形态和水翼振动特性. 实验在一闭式空化水洞中进行. 采用高速摄像技术观测不同空化阶段的空穴形态,应用多普勒激光测振仪测量水翼的振动速度,并...
非定常空化流动涡旋运动及其流体动力特性
空化 涡旋结构 动力特性 大涡模拟
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2014/4/1
采用大涡模拟方法对绕水翼云状空化的水动力特性和非定常流场结构进行研究. 基于实验结果对数值方法进行验证，分析空化与流场内部涡旋结构之间的相互作用以及对水翼动力特性的影响. 研究结果表明：大涡模拟方法可以准确模拟绕水翼流动的非定常过程. 在无空化条件下，升阻力系数存在斯特劳哈数St = 0.85 的主频波动，这是由水翼尾部涡旋结构的发展脱落引起的；在云状空化条件下，升阻力系数存在St = 0.34 ...
非定常空化流动涡旋运动及其流体动力特性
空化 涡旋结构 动力特性 大涡模拟
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2014/4/1
采用大涡模拟方法对绕水翼云状空化的水动力特性和非定常流场结构进行研究. 基于实验结果对数值方法进行验证，分析空化与流场内部涡旋结构之间的相互作用以及对水翼动力特性的影响. 研究结果表明：大涡模拟方法可以准确模拟绕水翼流动的非定常过程. 在无空化条件下，升阻力系数存在斯特劳哈数St = 0.85 的主频波动，这是由水翼尾部涡旋结构的发展脱落引起的；在云状空化条件下，升阻力系数存在St = 0.34 ...
绕圆盘空化流动的拉格朗日拟序结构分析
流体力学 拉格朗日拟序结构 有限时间Lyapunov指数 非均相流模型 空化流动
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2015/4/8
基于有限时间Lyapunov指数（FTLE）和拉格朗日拟序结构（LCS）对绕圆盘空化器非定常空化流动机理进行了分析。数值计算中采用了能准确反映气液两相相间作用的非均相流模型，通过与实验结果的对比，验证了计算结果的可靠性。分析结果表明：FTLE场中出现两种LCS——平直LCS和环状LCS，平直LCS反映了圆盘对流体运动的阻碍作用，环状LCS准确捕捉了圆盘后部大尺度涡旋结构的边界及涡心的位置；随着空穴...
绕空化器回转体非定常通气空化流动特性的实验研究
流体力学 通气空化 回转体 高速全流场流动显示技术
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2015/4/8
为了研究绕回转体通气空化流场特性，以带空化器回转体为研究对象，采用实验的方法运用全流场流动显示技术获得了不同条件下的空泡形态、流场结构。研究结果表明：在相同傅汝德数下，空泡形态随通气率的增大而增大，从最初的游离空泡发展成超空泡，在超空化阶段的显著特点是在主流区和超空化区之间存在着光滑而清晰的分界面，空泡的稳定性增强；在相同通气率下，空泡形态随傅汝德数的增大而减小，由于空泡界面的滑移速度增大，通入的...
绕圆头回转体通气超空化流动的实验研究
流体力学 通气超空化 数字式粒子图像测速系统 空泡脱落
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2015/4/8
为了解绕圆头回转体通气超空化的流场特性，采用数字式粒子图像测速（PIV）系统和高速全流场显示技术，观测了绕圆头回转体通气超空化的空泡形态发展变化过程和尾迹流场。研究结果表明：在通气超空化空泡发展的整个过程中，空泡区域内前部流场比较平稳，为稳定的透明气相区；空泡尾流区域出现气相和水气两相混合区且存在显著的旋涡结构，此旋涡结构与主流相互作用产生大尺度的脱落空泡团，最终形成超空化尾迹。与不通气相比，通气...
一种修正的低温流体空化流动计算模型
空化模型 热力学效应 低温流体
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2014/3/3
为了更准确地预测低温流体的空化流动特性, 基于Kubota空化模型, 对蒸发和凝结源项进行修正, 建立了一种考虑热力学效应的空化模型. 分别采用原始和修正的Kubota空化模型, 计算了绕对称回转体液氮的空化流动, 通过与实验结果的比较对修正的空化模型进行了评价. 结果表明, 与原Kubota空化模型比较, 修正的空化模型由于考虑了热力学效应, 计算获得的蒸发量减小, 凝结量增大, 空穴长度减小,...
绕栅中水翼空化流动的数值和实验研究
栅中水翼 空穴形态 反向射流 脱落周期
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2014/3/4
采用数值计算和实验研究的方法研究了绕水翼和栅中水翼的非定常空化流动. 实验采用高速 录像技术分别观察了绕水翼和栅中水翼云状空化形态随时间的变化, 测量了升阻力, 并对测 量数据进行了频率分析. 计算时空化模型选用了能比较准确描述旋涡空化非定常特性的 Kubota模型, 湍流模型采用能准确捕捉流场非定常特性的FBM模型. 计算模型的可靠性用实 验结果进行验证. 结果表明, 计算与实验的结果基本一致,...
采用分段湍流模式研究绕水翼的空化流动
湍流模型 空化流动 湍流黏性
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2010/12/21
结合空化流动特点，建立了一个包含空间尺度信息的分段湍流模式。计算中，应用基于质量传输空化模型，分别采用三种湍流模型计算了绕Clark-y型水翼云状空化流动，得到了随时间变化的空泡形态以及升、阻力等流场和动力特性。通过与实验结果的对比，表明这三种湍流模型均能捕捉云状空化区域的空泡形态和空泡脱落的非定常细节。分段湍流模式能够更好地调整流场内的湍流黏性，更精确地预测空穴长度和空穴尾部水汽分布，与实验结果...