群空泡的动力学分析

本文分析了空泡群在二维可压缩流场中溃灭过程及其作用于固壁上的压强,分析了群泡溃灭诱生压强的统计特性,指出由于空泡群中各空泡接受液体压力波的时间不同,先行溃灭的空泡加大了液体的压强,从而使后续空泡在更高的压强驱动下溃灭,因而进一步激发更大的液体压强。     

水工结构中的空化问题

本文从N—S方程及气泡运动与扩散生长方程出发,建立了描述紊流场中气核空化过程的统一数学模型,并据此导出了流场空化相似准则。指出空化相似包括宏观与微观相似两个方面,空化过程实际上是气核从微观尺度向宏观尺度转化的过程,在建立空化起始判据、空化相似准则时,均需考虑这一特点。本文的分析表明,要在减压实验条件下对原型空化进行相似模拟是非常困难的,数值模拟与实验模拟相结合,是解决水利工程中面临的空化现象“比尺影响”问题的可行途径。     

重力场对轴对称体稳定空泡形态影响的实验研究

水下超空泡航行嚣的空泡几何形状对航行嚣的受力状态与航行性能关系重大，在水洞模型超空泡实验中发现重力场是影响空泡几何形状的主要原因之一．该问题此前虽有文献挺及，但未见有具体阐述。为此专门开展了在不同佛汝德数下对不同头型的轴对称体模型空泡几何特性的实验研究。实验中获得了大量变形空泡的录像，并对空泡的外形进行了定量处理，对实验结果进行了定性与定量分析，获得了重力场对轴对称体空泡几何形状影响的规律性结果．同时对重力场影响空泡形变的机理作了探讨分析。     

超空泡航行体三相流动演化特性

为研究通气航行体的空泡三相流动演化特性,采用CFD仿真软件Fluent对超空泡航行体通气空泡替代自然空泡的复杂流动过程进行了三维数值模拟研究.本文基于RNG k-ε湍流模型和VOF多相流模型,建立通气超空泡航行体三相流动的数值计算模型,并进行收敛性验证,并通过相关实验与模拟结果进行对比验证本数值方法的有效性;数值模拟了航行体由自然超空泡向通气超空泡转化的复杂三相流动过程.给出了自然超空泡向通气超空泡演化过程中,空泡形态的演化特性和航行体流体动力的变化规律.本文给出了通气空化流动中三相演化的三维细节,可为空泡减阻领域的相关研究提供参考.     

超空泡航行体纵向运动的鲁棒极点配置控制

由于空泡及滑行力的存在,使得超空泡航行体的建模及控制问题变得非常复杂,在其模型简化过程中会产生一定的建模误差,采用鲁棒极点配置算法进行超空泡航行体控制可以有效克服这一缺点.对超空泡航行体所受的流体动力、尤其是滑行力的动态特性进行了分析整理;建立了超空泡航行体纵平面内的动力学模型;最后利用鲁棒极点配置算法设计了控制器.仿真结果表明,该控制系统具有较强的鲁棒性及稳定性.对各控制变量的控制效果进行了对比分析,分析结果表明空化器比尾舵具有更好的控制效果.     

水下超空泡航行体流体动力设计原理研究

在对航行体超空泡生成、流型和稳定性水洞模型实验研究的基础上，从航行体运动力学原理出发，研究了超空泡航行体流体动力设计需要解决运动平衡、稳定性与可控制等基本问题．给出了超空泡航行体流体动力设计原理、方法与实现途径；并提出了一种流体动力设计原理方案，设计加工了实验模型，在水洞中进行了验证实验。实验获得的航行体超空泡流型照片和流体动力曲线表明提出的超空泡航行体流体动力设计原理是正确的，方法是可行的。     

楔体外部超空泡形状预测

研究了薄楔体外部定常和非定常超空泡流问题.采用时间有限差分离散化方法求解超空泡流积分方程,得到了问题的数值解.给出了Froude数对铅垂超空泡长度和形状的影响,以及楔角或空化数作非周期变化,特别是较高频率脉冲变化时,超空泡长度和形状的非定常变化过程.应用Logvinovich空泡独立膨胀原理对空泡形状的非定常变化过程作了定性解释.     

小型制冷系统两相流致噪声研究进展

系统地回顾了制冷剂两相流致噪声研究的主要进展. 两相流理论研究表明,流致噪声的根本原因是压力降随时间的变化,流型对压力降的变化有显著影响,压力降的波动会引起管道的振动和噪声. 空泡动力学理论指出流型会影响气泡尺寸和形状,表现出声学特性的变化. 从热力学效应、管系和节流元件结构等方面出发,阐述各因素对流致噪声的影响,综合比较两相流致噪声抑制手段的效果. 从实验和数值模拟2个方面,概述了两相流致噪声研究方法的发展. 展望了两相流致噪声研究的发展方向,可以通过评价噪声特性的关键指标参数,系统地考察特征参数对流致噪声的影响,提出噪声抑制措施,未来指导制冷系统的优化设计.     

水射流式炮孔排水装置的空化现象研究

研究了水射流式炮孔排水装置的空化现象,分析了炮孔积水排除过程中特殊流场的变化及其与空化现象的关系,总结了防止空化现象发生的有关措施。     

柴油机供油系统参数对空泡产生的影响

本文通过改变柴油机供油系统中出油阀紧帽腔容积、喷油嘴针阀开启压、出油阀减压容积、高压油管内径、出油阀弹簧刚度等参数，研究了这些参数对供油系统空泡产生的影响。