附壁空化泡近自由液面潰滅特性研究.pdf

1、當(dāng)液體中局部流場壓力下降到飽和蒸汽壓力時，周圍液體便由液相變成氣相，形成空化?？栈F(xiàn)象廣泛存在于水力機械、高速水洞、水中兵器、水翼、水泵、螺旋槳等場合，是制約水力機械、水中兵器等發(fā)展的重要原因。尤其是，空化泡潰滅產(chǎn)生的高速射流和沖擊壓力對物體壁面會產(chǎn)生嚴重的空蝕破壞。目前能檢索到的針對附壁空化泡近自由液面潰滅現(xiàn)象的研究成果較少，對潰滅現(xiàn)象的描述各有側(cè)重。本文以附著在固體壁面上的空化泡為研究對象，利用Fluent軟件對附壁空化泡近自由液面

2、潰滅特性進行數(shù)值分析。
　　本文采用流體體積分數(shù)(VOF)模型和非穩(wěn)態(tài)方法求解Navier-Stokes方程，首先研究了水平固體壁面與自由液面之間不同距離條件下附壁空化泡的潰滅形態(tài)、潰滅壓力場和潰滅速度場分布;其次在不同液面夾角和不同液面高度條件下對豎直壁面上的附壁空化泡的潰滅特性進行了數(shù)值分析;最后探討了表面張力對豎直壁面上的附壁空化泡潰滅時間、潰滅壓力和回彈現(xiàn)象的影響。
　　研究結(jié)果表明，利用Fluent軟件中VOF模型

3、研究附壁空化泡近自由液面潰滅現(xiàn)象具有可行性。在水平壁面的附壁空化泡潰滅過程中，隨著自由液面與壁面距離的縮短，潰滅時間減小，自由液面射流強度隨之增加，潰滅方式隨之改變;空化泡潰滅方式改變之后，壁面上的潰滅壓力減小，潰滅速度流場分布發(fā)生明顯改變。在豎直壁面上附壁空化泡潰滅過程中，隨著夾角的減小或液面高度的減小，潰滅時間呈遞減趨勢，回彈現(xiàn)象隨之出現(xiàn)，回彈現(xiàn)象對自由液面射流速度和方向產(chǎn)生影響。在計入表面張力后，潰滅時間縮短，潰滅點發(fā)生變化，潰滅