应用力学学报
應用力學學報
응용역학학보
CHINESE JOURNAL OF APPLIED MECHANICS
2011年
1期
1-6
,共6页
翼型空泡%数值模拟%周期性流动%脱落频率%脱落机理
翼型空泡%數值模擬%週期性流動%脫落頻率%脫落機理
익형공포%수치모의%주기성류동%탈락빈솔%탈락궤리
采用基于正压关系的均质平衡流空化模型和低雷诺数修正的k-ε湍流模式,自行开发了空泡流数值模拟方法和计算软件,对绕翼型空泡的周期性流动现象进行了数值模拟.计算结果与实验数据的对比表明,空泡的宏观特征、流动特性、周期性脱落的斯坦顿数St等与试验结果接近,验证了计算结果的可靠性.空泡在大约一个周期的2/3时间段内成长,并在大约1/3周期时刻发生断裂脱落.这两个特征时间与高速摄像实验结果一致.所取工况对应的组合参数σ/2α=2.865,以翼弦长计算可得St=0.217,与文献的最新试验结果吻合.空泡周期性运动过程中升阻系数也周期性振荡,时均值C<,1>=0.41,C<,d>=0.097,振荡频率与空泡脱落频率一致.对空泡运动过程中流场结构的变化进行了分析,结果表明在大攻角条件下,空泡闭合区后的逆压梯度导致涡的形成及回射流的发展,沿壁面逆向流动的混合介质射流是引起空泡断裂的原因,回射流发展、涡结构变化与空泡非稳态演化过程存在密切的联系,探讨了翼型空泡发生周期性脱落的一些机理.
採用基于正壓關繫的均質平衡流空化模型和低雷諾數脩正的k-ε湍流模式,自行開髮瞭空泡流數值模擬方法和計算軟件,對繞翼型空泡的週期性流動現象進行瞭數值模擬.計算結果與實驗數據的對比錶明,空泡的宏觀特徵、流動特性、週期性脫落的斯坦頓數St等與試驗結果接近,驗證瞭計算結果的可靠性.空泡在大約一箇週期的2/3時間段內成長,併在大約1/3週期時刻髮生斷裂脫落.這兩箇特徵時間與高速攝像實驗結果一緻.所取工況對應的組閤參數σ/2α=2.865,以翼絃長計算可得St=0.217,與文獻的最新試驗結果吻閤.空泡週期性運動過程中升阻繫數也週期性振盪,時均值C<,1>=0.41,C<,d>=0.097,振盪頻率與空泡脫落頻率一緻.對空泡運動過程中流場結構的變化進行瞭分析,結果錶明在大攻角條件下,空泡閉閤區後的逆壓梯度導緻渦的形成及迴射流的髮展,沿壁麵逆嚮流動的混閤介質射流是引起空泡斷裂的原因,迴射流髮展、渦結構變化與空泡非穩態縯化過程存在密切的聯繫,探討瞭翼型空泡髮生週期性脫落的一些機理.
채용기우정압관계적균질평형류공화모형화저뢰낙수수정적k-ε단류모식,자행개발료공포류수치모의방법화계산연건,대요익형공포적주기성류동현상진행료수치모의.계산결과여실험수거적대비표명,공포적굉관특정、류동특성、주기성탈락적사탄돈수St등여시험결과접근,험증료계산결과적가고성.공포재대약일개주기적2/3시간단내성장,병재대약1/3주기시각발생단렬탈락.저량개특정시간여고속섭상실험결과일치.소취공황대응적조합삼수σ/2α=2.865,이익현장계산가득St=0.217,여문헌적최신시험결과문합.공포주기성운동과정중승조계수야주기성진탕,시균치C<,1>=0.41,C<,d>=0.097,진탕빈솔여공포탈락빈솔일치.대공포운동과정중류장결구적변화진행료분석,결과표명재대공각조건하,공포폐합구후적역압제도도치와적형성급회사류적발전,연벽면역향류동적혼합개질사류시인기공포단렬적원인,회사류발전、와결구변화여공포비은태연화과정존재밀절적련계,탐토료익형공포발생주기성탈락적일사궤리.
