THE FLUCTUATION CHARACTERISTICS OF NATURAL AND VENTILATED CAVITIES ON AN AXISYMMETRIC BODY

Natural and ventilated cavitations generated on a smooth-nosed axisymmetric body were studied experimentally. The characteristics of small scale and localized fluctuations of “steady cavities” were measured by pressure transducers. Comparisons between natural and ventilated cavities at different measured points for several cavitation numbers were done. It was observed that the dominant fluctuations were concen trated in the frequency range of 0Hz 50Hz for all the cavitation cases, Similar shapes and magnitudes of the frequency spectra were detected for both natural and ventilated cavities.Much larger spectral amplitude in the cavity closure region suggested as fluctuations source. From partial cavitating flow to supercavitating flow, the dominant frequency and the corre sponding amplitude decreased with decreasing cavitation number, which meant that cavity became more steady while developing.     

平壁对空泡运动的影响研究

在全面考虑壁面对空泡运动粘悸阻力和升力影响的基础上，建立了空泡在近壁区内的运动微分控制方程，通过频谱分析，考察了壁面的存在对空泡频率响应特性和湍强度等方面的影响，并与壁面对固体颗粒运动和影响进行了比较 。     

水洞实验中空泡图象的一种修正方法

在水洞实验中，由于光线在空气、水和观察窗面板中发生折射，准确实验图象的获取一直是一个难题。本文以水洞模型超空化实验中的超空泡外形测量为例，基于计算机图形学提出了一种水洞实验图象的处理方法，该方法可以对水洞实验中所拍摄的图象边界进行检测与定量标注；基于光学原理，借助实验模型与其图象，获得了实验空泡边界坐标的修正函数。该图象处理与修正方法，不仅可以消除摄取图象因不同介质引起的折射误差，而且可以获得图形的定量结果。经多次应用表明，具有较高的精度，取得了很好的应用效果。     

考虑液体压缩性影响下空泡溃灭冲击波对固体颗粒的作用

本文讨论了无限大水域中考虑液体压缩性影响下空泡溃灭冲击波对固体颗粒的作用,求得了固体颗粒所获得的最大速度;该速度的颗粒足以打坏或嵌入固壁(混凝土)中,引起更严重的空化、空蚀,形成空蚀和磨蚀的恶性循环,以致大规模剥落过流固壁面等。     

空泡尾流场中的速度脉动与子波分析

空泡流在特定的条件下会发生强烈的周期性振荡，并由此在尾流场中产生大规模的空泡云脱落，在整个脱落过程中激发了多种尺度涡结构的形成和发展，直接对空泡尾流速度场产生了极大的影响，在试验中采用激光测速的方法记录了空泡尾流场中的脉动速度，并利用子波变换对时域和频域双分析的特点发现和分析了其中的特征相干子结构，为频谱分析补充了大量时域的信息。     

空泡在固壁附近潰灭的数值模拟

实验表明,静止流场中的近壁空泡在泡内外压差的驱动下将发生变形收缩,直至完全溃灭消失。在这一过程中,伴随着空泡形状的变化,流场中出现多个高压脉冲和高速射流。本文通过直接求解原始变量的N-S方程,用VOF方法计算气液两相交界面的运动过程,对这一现象进行了数值模拟和分析。结果表明理论分析和实验现象相吻合。     

攻角对轴向约束模型加速过程超空泡影响的试验研究

本文研究了模型攻角对轴向约束模加速运动中超空泡形态的影响。研究结果发现,对于小攻角或零攻角情形,合适的通气量可以在研究的自然空泡数范围内逐步形成超空泡。在一定的攻角范围内,攻角越大,要达到同样超空泡长度所需的通气量越多。当攻角大于某个值(本试验模型的此攻角为2.5度),无论通气量多大都无法形成超空泡。攻角对超空泡的影响和定常水洞试验结果相似。     

含沙浓度对表面张力不同液体中单空泡膨胀及收缩过程的影响

用高速摄影技术，在表面张力不同的四种液体中，对电火花放电造成的单空泡膨胀及收缩过程观测表明，含沙浓度对空泡的膨胀及收缩过程的影响类似于液体粘滞性对空泡的膨胀及收缩过程的影响. 文中分析了表面张力的影响程度。     

可变空化器诱导超空泡形态特征的数值研究

基于变阻力空化器理论,该文提出一种可用于调节水下航行体侧向力(包括俯仰力和偏航力)的可变侧向力空化器控制方案,利用FLUENT的混合多相流模型对空化器三维空泡绕流现象进行数值研究,验证了该可变空化器控制超空泡形态与航行体侧向力的能力。计算结果显示,通过控制元件的径向运动,可变侧向力空化器能有效调节水下航行体的俯仰力、偏航力以及超空泡的外形尺寸。当控制元件任意一侧的凸出高度达到空化器直径的5%,非轴对称状态的空化器会产生相当于阻力30%的升力或侧向力,同时空泡截面内凹;来流攻角在0°–10°范围内变化时,可变侧向力空化器能够减缓超空泡轴线的偏移程度,同时空化器的升力系数随着攻角的增加会有一定程度下降。