發(fā)布時(shí)間：2022-01-15 00:34

　　為了比較不同湍流模型對(duì)間隙泄漏空化計(jì)算的影響及間隙泄漏空化的流動(dòng)特性,利用CFD方法對(duì)一側(cè)有間隙的翼型繞流流動(dòng)進(jìn)行分析.選取具有不同攻角和間隙的翼型作為研究對(duì)象,并利用3種常用的湍流模型,結(jié)合修正后的空化模型,對(duì)翼型間隙泄漏渦引起的空化進(jìn)行計(jì)算.計(jì)算結(jié)果表明:修正密度的RNG k-ε模型對(duì)間隙泄漏空化的形態(tài)預(yù)測及泄漏渦附近主流方向速度分布的預(yù)測更為準(zhǔn)確;受壁面條件和翼型尾跡的影響,泄漏渦所在位置的主流方向速度在間隙為10 mm時(shí)具有較大值.小間隙條件下,翼型間隙內(nèi)側(cè)的剪切空化更為強(qiáng)烈,翼型上方的泄漏空化距翼型上表面更遠(yuǎn).間隙增大至10 mm時(shí),較高的渦中心速度使泄漏渦空化發(fā)展距離更遠(yuǎn)、潰滅更慢.翼型葉頂?shù)膱A角對(duì)間隙流動(dòng)有一定的引導(dǎo)作用,使間隙內(nèi)側(cè)及其附近的速度分布更為均勻,并對(duì)空化的發(fā)生位置產(chǎn)生影響. 

【文章來源】：排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2020,38(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

計(jì)算模型示意圖

計(jì)算區(qū)域的網(wǎng)格均采用六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，并進(jìn)行了無關(guān)性驗(yàn)證．驗(yàn)證選取翼型前后緣上方的壓力差Δp為監(jiān)測參數(shù)．監(jiān)測點(diǎn)示意圖和無關(guān)性驗(yàn)證結(jié)果如圖2所示，監(jiān)測點(diǎn)距間隙側(cè)壁面20 mm．由圖2b可見，當(dāng)網(wǎng)格數(shù)N達(dá)到450萬后，監(jiān)測值已較為穩(wěn)定．考慮到計(jì)算的準(zhǔn)確度和計(jì)算資源，選取600萬的網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算．近壁面網(wǎng)格如圖3所示．k-ε，k-ω型湍流模型的表面y+分別為30～80和1～10.圖3 計(jì)算網(wǎng)格示意圖

圖2 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證水的物性取25℃，飽和壓力取3 174 Pa．進(jìn)口采用10 m/s的速度條件，出口壓力設(shè)為100 kPa，選用光滑無滑移壁面，參考?jí)毫?，設(shè)置收斂精度為10-5．根據(jù)文獻(xiàn)[14-15],PANS模型中湍動(dòng)能比例取0.6,DCM-RNG模型中n取10，選用Zwart空化模型進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)文獻(xiàn)[9]將空化模型中凝結(jié)系數(shù)修正為0.001，以提高其空化預(yù)測能力．

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]修正的PANS模型在云狀空化流動(dòng)計(jì)算中的應(yīng)用評(píng)價(jià)[J]. 胡常莉,王國玉,黃彪,王志英.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)
[4]軸流式水輪機(jī)間隙空化與翼型空化差別淺談[J]. 覃大清,韓秀麗,劉斌,劉萬江,魏顯著.  大電機(jī)技術(shù). 2012(02)

博士論文
[1]葉頂間隙泄漏渦流及空化流場特性研究[D]. 郭嬙.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]葉頂間隙旋渦空化數(shù)值計(jì)算模型與流動(dòng)機(jī)理研究[D]. 趙宇.北京理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3589531