回转体空泡流特性研究

利用CFD商业软件F1uent 6．0中的基于Rayleigh-Plesset方程的单一介质可变密度混合模型进行了回转体空泡流特性研究。首先采用二维轴对称求解器进行了不同头体的空泡几何特性研究,及局部空泡阻力特性分析,探索了空泡减阻的机理。然后采用三维求解器进行了非零攻角空泡流及超空泡数值模拟。给出了较易产生空泡的头型,与实验结果符合得较好;得到了零攻角和非零攻角情况下的双空泡及超空泡形态。     

LES NUMERICAL SIMULATION OF CAVITATION BUBBLE SHEDDING ON ALE 25 AND ALE 15 HYDROFOILS

A cavitation calculation scheme is developed and applied to ALE 15 and ALE 25 hydrofoils, based on the Bubble Two-phase Flow (BTF) cavity model with a Large Eddy Simulation (LES) methodology. The Navier-Stokes equations including cavitation bubble clusters are solved through the finite-volume approach with a time-marching scheme. Simulations are carried out in a 3-D field with a hydrofoil ALE 15 or ALE 25 at an angle of attack of 8° and cavitation number σ = 2.3 with a 2 × 10⁶, meshing system. With the time-marching, the cavitation bubble gradually grows to a steady lump shape and then produces an irregular small bubble behind the main cavitation bubble, finally shedding from the leading edge of the cloud cavitation structure. The calculated results including velocity field and pressure field are consistent with experiment data at the same Reynolds number and cavitation number. The vortex and reverse flow are observed on the hydrofoil surface.     

带空泡运动航行体的附加质量研究

提出了确定带自然空泡运动物体附加质量的方法.这一方法基于在数值水洞中作摇荡运动物体的水动力计算, 包括两个主要步骤:首先采用CFD技术模拟空泡流场,求解水动力;然后根据物体运动方程,由水动力计算出附加质量.研究了带自然空泡圆盘和轴对称细长体的附加质量.计算结果与理论解一致,验证了本文方法的有效性.与切片法相比,本文方法可以更为准确地定量预报带空泡运动轴对称细长体的附加质量.     

由气水流场耦合求解圆板的垂直等速入水

为探讨气流对入水空泡的影响以及计算非定常空泡面上的压力分布，本文提出了一个用自由面和物面上的边值同时求解气、水流场的方法，对圆板垂直等速入水算例，获得了空泡深闭合的结果。空泡内压力在深闭合时的骤增趋势与实验一致。表明本方法用于计算存在自由面的二层不掺混不可压势流问题是有效的。     

锥头物体垂直入水空泡的发展和闭合

本文依据非线性自由面理论,采用欧拉-拉格朗日混合边界元和时间步进方法模拟了锥头物体垂直入水空泡的发展过程。考虑了空泡中气体流动的影响及空泡壁的缩胀效应。计算中采用了拟合、局部放大、限位、合理划分和重分网格等技术,达到了面闭合和深闭合的程度。     

水下航行体垂直发射尾部空泡形态与压力预示方法研究

水下航行体垂直发射尾部空泡形态与压力准确预示是航行体轴向速度设计的重要依据。该文基于对尾空泡形态发展演变的基本规律的认识,结合空泡独立膨胀原理和Rayleigh-Plesset方程,建立了尾空泡非定常发展数学模型,形成了尾空泡形态和压力的理论预示方法,并通过与试验数据的比对,验证了方法的合理性和可用性。此外,还研究了航行体出筒速度、阻力系数、尾空泡初始压力和燃气指数等影响要素对尾空泡压力和形态的影响。     

双锥头型回转体空化特性实验研究

该文以双锥头型回转体为研究对象,开展了攻角0°–6°、空化数0.3–1.0范围内共计20个工况的水洞实验,获得了空泡形态和回转体表面压力分布;根据实验观测结果,提出了四种类型的流型划分,研究了各类型空泡流状态下的表面压力特征,给出了不同空化数和攻角下的空泡流流型图;对空泡长度进行了定量判读,分析了小空化数下重力对空泡长度的影响,获得了空泡长度、迎背流面空泡长度差随攻角、空化数的变化规律。     

通气空泡流的多相流模型与数值模拟

本文基于Reynolds平均Navier-Stokes方程和Mixture多相流模型．并耦合自然空泡模型,提出一种用于求解通气空化与自然空化共同作用下的通气空泡流的方法。模拟了定常状态下绕三维轴对称体的通气空泡流动,验证了模型的有效性;并着重研究了通气量对通气气幕及水动力特性的影响。计算结果表明,适当的通气世对产生稳定有效的超空泡是十分重要的。     

空泡蝶鞍的CT诊断

提出空汇蝶鞍的ＣＴ诊断要点。分析２３例空泡蝶鞍的临床及ＣＴ表现，并从病因病理学角度加以解释。空泡蝶鞍的ＣＴ诊断要点：１．鞍上池疝入鞍内，垂体未见或压缩变呈“凹”形。２．漏斗片．３．伴有蝶鞍变形扩大，鞍底下陷．４．并发垂体微腺瘤。其中漏斗征系空泡蝶鞍的特征性表现。     

水下航行体尾喷燃气与通气超空泡相互作用的研究

基于Reynolds平均Navier-Stokes方程和Mixture多相流模型,耦合自然空化模型,采用有限体积法,建立了气、汽、液多相通气空泡流和燃气射流的数值模拟方法,模拟了超空泡航行体尾部燃气射流与通气空泡的相互作用,研究了通气量和燃烧室总压对它的影响.计算结果表明:燃气射流对于通气空泡流具有引射作用,使得空泡尺度特别是其后部明显收缩,空泡变短,"颈缩"位置前移,航行体阻力系数变大,导致泄气截面面积减小,并影响泡内的压力分布.