考虑热力学效应的空化模型修正及其适用性研究

论文摘要

为了研究热力学效应对不同温度水和低温流体空化影响,针对Zwart、Merkle和Singhal 3种典型空化模型,基于Antoine方程,考虑汽化潜热引起的饱和蒸汽压变化以及湍动能对当地汽化压强的影响,通过CFX前处理编辑分别对3种空化模型进行了修正,提出了全新的考虑热力学效应的空化模型。针对不同温度水为介质的NACA0015翼型,分别采用3种不同空化模型及修正后的空化模型进行了数值模拟。结果表明,修正后的Merkle模型更加接近实验值。基于修正后的Merkle模型,模拟了不同温度液氮为介质的HORD翼型,并与实验结果进行了对比。研究发现,考虑热力学效应时,空化区域产生温度下降、对应饱和压力下降,致使空化强度减弱,空穴长度缩短,当地空化数均大于远场空化数。相比温度为77. 64 K的工况,83. 06 K工况下的热力学敏感性更高,压降更多,空化受抑制更加明显。

论文目录

• 0 引言
• 1 控制方程与数值方法
•   1.1 基本方程
•   1.2 湍流模型
•   1.3 空化模型
•     1.3.1 Zwart空化模型
•     1.3.2 Merkle空化模型
•     1.3.3 Singhal空化模型
•   1.4 空化模型的修正方法
• 2 不同温度水的空化流数值模拟
•   2.1 计算区域及边界条件
•   2.2 计算结果与讨论
• 3 不同温度液氮的空化流数值模拟
•   3.1 计算区域及边界条件
•   3.2 计算结果与讨论
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张德胜,万福来,许彬,王超超,施卫东

关键词: 空化模型,翼型,数值模拟,热力学效应

来源: 农业机械学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 农业科技,基础科学

专业: 力学,物理学

单位: 江苏大学流体机械工程技术研究中心,南通大学机械工程学院

基金: 国家自然科学基金面上项目(51776087),江苏省重点研发计划项目(BE2016166),江苏省六大人才高峰高层次人才培养对象项目(HYGC-008),江苏省“333工程”科研项目(BRA2019039),江苏省青蓝工程中青年学术带头人培养对象项目

分类号: O35;O414.1

页码: 138-146

总页数: 9

文件大小: 622K

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