绕回转体浅水空泡流的实验与数值模拟研究
在浅水条件下,航行体附近壁面和自由面同时影响空泡的非定常演化,其耦合效应非常复杂.本研究针对浅水发射回转体的非定常空化流动现象进行了研究,主要研究方法包括发射实验及CFD数值模拟.实验中通过高速摄像记录了空泡的非定常,包括不同位置空泡长度和形状的发展规律.数值计算中基于商业软件FLUENT建立了水/气/汽三相并包含空化相变效应的大涡模拟方法,以获得自由面-空泡-壁面相互作用结果.典型工况计算结果与实验吻合良好,验证了数值方法的可靠性与精度.结果表明自由液面和壁面在一定距离内均能够影响回转体表面三维空泡内部回射流的位置,改变不同垂向截面位置空泡脱落的时序,引起空泡演化过程中流形流态的变化.其中自由液面会提高空泡的稳定性,靠近自由液面的空泡整体形状在周期内趋于稳定.而壁面会导致空泡厚度和长度增加,同时在距离壁面一定范围时,航行体表面空泡会发生局部脱落.在此基础上,模型上下表面空泡也会存在相互影响,体现了自由面和壁面两种因素的耦合效应.
水下航行体 绕回转体 浅水空泡流 近壁面效应
徐畅 余超 黄荐 王一伟 黄晨光
中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室,北京,100190 中国科学院大学工程科学学院,北京,100049
国内会议
长春
中文
518-524
2017-08-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）