空化可壓縮流動空穴潰滅激波特性研究
摘要：為深入研究空化可壓縮流動中空泡/空泡團潰滅過程中激波產生、傳播及其與空穴相互作用規律,本文采用數值模擬方法對空化可壓縮流動空穴潰滅激波特性展開了研究.數值計算基于OpenFOAM開源程序,綜合考慮蒸汽相和液相的壓縮性,通過在原無相變兩相可壓縮求解器的控制方程中耦合模擬空化汽液相間質量交換的源項,實現了對空化流動的非定?？蓧嚎s計算.利用上述考慮汽/液相可壓縮性的空化流動求解器,對周期性云狀空化流動進行了數值模擬,并重點研究了空穴潰滅激波特性.結果表明:上述數值計算方法可以準確捕捉到空穴非定常演化過程及大尺度脫落空泡云團潰滅激波現象,大尺度脫落空泡云團潰滅過程分為3個階段:(1)U型空泡團形成;(2)U型空泡團頭部潰滅;(3)U型空泡團腿部潰滅.在U型空泡團腿部潰滅瞬間,觀察到激波產生,并向上游和下游傳播,向上游傳播的激波與空穴相互作用,導致水翼吸力面新生的附著型片狀空穴回縮,直至完全潰滅.并且空穴潰滅激波存在回彈現象,抑制了下一周期的空化發展.
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