水下航行體自然空化特性研究.pdf

1、由于高速流動(dòng)導(dǎo)致液體壓力低于飽和蒸汽壓而急劇汽化，或通過(guò)注入不可凝結(jié)氣體在液體中生成含汽或氣的低密度空穴，稱為空泡。
　　空化對(duì)于水利設(shè)備的剝蝕、噪聲和高速運(yùn)動(dòng)物體的水動(dòng)力特性及其穩(wěn)定性控制具有極為重要的影響。空泡流動(dòng)特性及其機(jī)理研究仍是目前水動(dòng)力學(xué)研究的前沿課題之一。
　　本文將運(yùn)用UDF方法對(duì)FLUENT進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，引入三種基于正壓關(guān)系的均質(zhì)平衡流空化模型，使用相應(yīng)的宏編譯表征相間轉(zhuǎn)換關(guān)系公式，把空化模型嵌入 FLUE

2、NT軟件中。
　　使用這三種空化模型計(jì)算了軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)體局部空泡流，把數(shù)值計(jì)算結(jié)果與Rouse和McNown所得經(jīng)典實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比和分析，分析在不同空化數(shù)下空泡的形狀、壓力系數(shù)和流動(dòng)特性，以及空化模型對(duì)局部空泡流的預(yù)測(cè)能力。同時(shí)，研究了全空化模型中非凝結(jié)氣體質(zhì)量分?jǐn)?shù)fg的變化對(duì)軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)體局部空泡流動(dòng)的影響。
　　標(biāo)準(zhǔn)k??模型適合計(jì)算高Re湍流，為了精確捕捉壁面附近的湍流流動(dòng)特性，本文將使用基于濾波尺度的濾波器模型（FBM

3、）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)k??模型其湍流粘度進(jìn)行修正，并使用修正后的湍流模型對(duì)方柱單相非定常流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，把計(jì)算結(jié)果與Lyn所得經(jīng)典實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析濾波器模型（FBM）對(duì)方柱周期性渦脫落流動(dòng)的預(yù)測(cè)能力。
　　空化具有明顯的兩相流動(dòng)特性，所以必須充分考慮汽、液兩相流動(dòng)的可壓縮特性，所以本文在濾波器模型（FBM）的基礎(chǔ)上，引入密度修正函數(shù)構(gòu)造了分域湍流模型，并使用標(biāo)準(zhǔn)k??模型、濾波器模型和分域湍流模型對(duì)漸縮-漸擴(kuò)噴管內(nèi)自然空泡流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值