亲/疏水性球体入水过程数值计算参数影响研究

针对相同工况下亲/疏水球体入水产生截然不同的现象,该文从数值模拟角度对球体低速入水问题进行了研究。通过对比分析两种状态下数值模拟结果的差异性,探讨了不同表面特性结构体入水过程中空泡生成条件的物理机理,重点研究液体沾湿球体表面的过程。研究结果证明固体微观表面特性对结构体入水现象有重要影响。通过引入隐性数值滑移概念,分析了气液界面捕捉格式、球体壁面边界层网格等计算参数的影响,在此基础上总结了适用于此类问题的数值处理方法。同时结合动态沾湿理论分析了数值滑移在入水数值仿真中的物理基础。模拟结果在空泡形成和冲击载荷方面均与实验有着很好的一致性。