西北水电
西北水電
서북수전
NORTHWEST WATER POWER
2014年
2期
85-89
,共5页
薛瑞%张淼%许战军%蔺蕾蕾
薛瑞%張淼%許戰軍%藺蕾蕾
설서%장묘%허전군%린뢰뢰
空化%Rayliegh-Plesset%sst k-ω%紊流%模型
空化%Rayliegh-Plesset%sst k-ω%紊流%模型
공화%Rayliegh-Plesset%sst k-ω%문류%모형
cavitation%Rayliegh-Plesset%sst k-ω%turbulent flow%model
目前关于水工建筑物中的空蚀破坏力的研究主要采用模型试验和数值分析手段,而在数值分析中多采用空化模型进行研究,空化模型的选择对于空化流动的计算有着重要的影响。基于Rayliegh-Plesset方程的空化模型有着广泛的应用,其中比较有代表性的有Schnerr&Sauer、Singhal及Zwart等空化模型,文章应用这3种空化模型对方头体的空化流动现象进行了定常和非定常数值模拟,其中紊流模型采用sst k-ω模型,并结合商业软件中的 UDF 方法(用户自定义函数)对其黏性进行了修正。计算表明,Zwart、Schnerr &Sauer模型比Singhal空化模型具有更好的鲁棒性,且可观察到明显的空泡运动;Schnerr &Sauer模型得到的壁面压力系数分布和实验值最为接近;而Singhal模型在非定常计算中,能够获得由质量空化源周期性变化引起的周期性相变过程。
目前關于水工建築物中的空蝕破壞力的研究主要採用模型試驗和數值分析手段,而在數值分析中多採用空化模型進行研究,空化模型的選擇對于空化流動的計算有著重要的影響。基于Rayliegh-Plesset方程的空化模型有著廣汎的應用,其中比較有代錶性的有Schnerr&Sauer、Singhal及Zwart等空化模型,文章應用這3種空化模型對方頭體的空化流動現象進行瞭定常和非定常數值模擬,其中紊流模型採用sst k-ω模型,併結閤商業軟件中的 UDF 方法(用戶自定義函數)對其黏性進行瞭脩正。計算錶明,Zwart、Schnerr &Sauer模型比Singhal空化模型具有更好的魯棒性,且可觀察到明顯的空泡運動;Schnerr &Sauer模型得到的壁麵壓力繫數分佈和實驗值最為接近;而Singhal模型在非定常計算中,能夠穫得由質量空化源週期性變化引起的週期性相變過程。
목전관우수공건축물중적공식파배력적연구주요채용모형시험화수치분석수단,이재수치분석중다채용공화모형진행연구,공화모형적선택대우공화류동적계산유착중요적영향。기우Rayliegh-Plesset방정적공화모형유착엄범적응용,기중비교유대표성적유Schnerr&Sauer、Singhal급Zwart등공화모형,문장응용저3충공화모형대방두체적공화류동현상진행료정상화비정상수치모의,기중문류모형채용sst k-ω모형,병결합상업연건중적 UDF 방법(용호자정의함수)대기점성진행료수정。계산표명,Zwart、Schnerr &Sauer모형비Singhal공화모형구유경호적로봉성,차가관찰도명현적공포운동;Schnerr &Sauer모형득도적벽면압력계수분포화실험치최위접근;이Singhal모형재비정상계산중,능구획득유질량공화원주기성변화인기적주기성상변과정。
Currently, model test and value analysis are the main means for the study of the cavitation failure force in the hydraulic struc-tures.In the value analysis, the cavitatio model is mostly applied.Selection of the cavitation model largely impacts calculation of cavitati-on flowing.The cavitation model based on Rayliegh-Plesset equation is widely applied.Among the cavitation models, the representative ones are Schnerr &Sauer, Singhal and Zwart.In the paper, the three models above mentioned are applied to simulate, in steady-state and non-steady-state values, the cavitation flowing phenomenon of the square body.The flow model applies sst k-ωmodel.In combina-tion with UDF (user defines function) method in commercial software, the model viscosity is corrected.The calculation shows that ro-bustness of Zwart, Schnerr and Sauer models are better than that of Singhal model.Furthermore, the obvious air bubble movement can be seen.Distribution of the pressure coefficient of the wall surface from Schnerr and Sauer models is most close to the experimental value.In the non-steady-state calculation, the periodic phase variation process caused by the periodic variation of the quality cavitation source can be obtained by Singhal model.