基于OpenFOAM的空化流動(dòng)研究.pdf

1、空化是一種廣泛存在于各種水力機(jī)械中的流動(dòng)現(xiàn)象，其本質(zhì)是從水到水蒸氣的相變，早期對(duì)空化現(xiàn)象的研究主要采用勢(shì)流方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的研究人員采用數(shù)值仿真技術(shù)來研究繞不同物體的空化流動(dòng)。本文主要采用開源OpenFOAM軟件的數(shù)值仿真技術(shù)完成了三個(gè)方面的工作：研究了不同的湍流模型和空化模型對(duì)繞二維水翼空化流動(dòng)的預(yù)報(bào)能力，計(jì)算了不同空化數(shù)條件下繞二維水翼的定常流動(dòng)和非定常流動(dòng)，模擬了繞三維扭翼的非定常空化流動(dòng)。
　

2、　首先劃分了三種不同的網(wǎng)格，對(duì)比了網(wǎng)格對(duì)空化流動(dòng)數(shù)值仿真結(jié)果的影響，研究了網(wǎng)格對(duì)流場(chǎng)的速度場(chǎng)、粘度分布、尾跡以及水翼表面的壓力分布和受到的升力與阻力的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在翼型表面布置400個(gè)網(wǎng)格比較合理。用驗(yàn)證后的網(wǎng)格考核了湍流模型和空化模型對(duì)數(shù)值仿真結(jié)果的影響，分析了翼型受到的流體動(dòng)力特性和流場(chǎng)物理參數(shù)的變化規(guī)律，結(jié)果顯示Standard k-ε模型和Schnerr空化模型能較好地模擬空化流動(dòng)。
　　采用Standard k-ε湍流

3、模型和Schnerr空化模型，研究了繞二維NACA0009翼型的定?？栈鲃?dòng)和繞二維NACA0015翼型的非定?？栈鲃?dòng)。計(jì)算了空化數(shù)為0.3、0.45、0.6、0.65、0.75、0.8、0.85、0.9、1.0和1.2等10個(gè)流動(dòng)工況下繞NACA0009翼型的空化繞流，分析了翼型受到的升力、阻力和吸力面的空泡形態(tài)隨空化數(shù)的變化規(guī)律。計(jì)算了攻角為8°、空化數(shù)為0.8時(shí)繞NACA0015翼型的空化繞流，結(jié)果表明繞流場(chǎng)的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和空