突变流道内空化准周期特性研究

采用环路动态实验测量和数值模拟方法对突变流道内的空化过程进行了研究，通过不同位置空泡气相体积分数、压力波动和频谱规律分析考察了不同空化状态下的准周期演化特性，发现不同空化状态下频谱规律不尽相同。由云状空化过程中的气相体积分数和压力波动分析可知，流场内存在两类波动频率，分别以空泡团的低频脱落和微小空泡的高频再生、汇聚形式存在；同时发现不同空化状态下低频、高频变化规律的差异与空泡的形态和汇聚演化过程紧密相关。这种现象阐释了空化准周期演化过程的本质是微小空泡周期性生长后汇聚成团或直接脱落所导致的。     

截止阀内流道空化形态演变规律及空蚀损伤试验研究

为了研究阀门非对称结构流道空化损伤机理,采用高速摄像机针对一种特殊结构的空化室内空化演变过程进行试验分析,考察了不同空化状态下空泡初生、发展、脱落、分离或融合再生或直接溃灭的过程。结果表明,随流量增加,空化强度增大,空化状态从单空泡初生、脱落演变为下凸圆后方云状空化带,再发展为全流场超空化。固定狭缝3 mm宽度,空化指数在1 224～652区间时,空化状态为泡状空化,空泡在上凸圆绕流135°边界层分离位置初生,经狭缝旋转与下凸圆空泡聚并、长大、溃灭,空泡演变周期约为40 ms;当空化指数在652～81区间时,空化状态为云状空化,微小空泡充满整个空化腔,在上、下凸圆后形成了高透光空泡团聚、溃灭区域,加剧空蚀损伤作用;当空化指数小于21时,出现超空化状态,微空泡溃灭引发的波动效应增大,阀门空蚀损伤速率达到极值。所得结果可为阀门非定常空化过程及阀门空蚀损伤分析提供理论基础。     

突变流道内空泡脱落特性及空蚀损伤分析

针对一种特殊设计的空化室内空化演变过程进行数值模拟分析,利用流体汽化体积分数验证了雷诺应力湍流模型(RSM)、ZGB空化模型、增强壁面函数对于模拟空化过程的适用性,及其模拟结果与实验结果的吻合性;分析了流场分布特点和泡状空化下的空泡演变规律,并考察了壁面的空蚀损伤特性.结果表明,空化室内的空化演变是一个具有准周期性的非...