為研究圓柱體低速并列入水時(shí)的空泡演化特性,基于高速攝像方法開展圓柱體單獨(dú)入水和異步并列入水試驗(yàn)研究。通過對比得到側(cè)方擾動下并列雙空泡的演化規(guī)律,分析入水時(shí)差對不同閉合方式空泡演化的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:側(cè)方擾動的主要表現(xiàn)為次發(fā)圓柱體空泡對首發(fā)圓柱體空泡排擠,側(cè)方擾動對首發(fā)圓柱體的影響遠(yuǎn)大于次發(fā)圓柱體,且在入水時(shí)差較小的情況下次發(fā)圓柱體會使首發(fā)圓柱體空泡的噴濺薄膜提前回卷;并列圓柱體入水時(shí)差的改變會對空泡閉合、空泡形態(tài)和回射流特征等產(chǎn)生較大的影響。 

【文章來源】：船舶工程. 2020,42(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

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試驗(yàn)系統(tǒng)示意

圖3為圓柱體單獨(dú)入水空泡與并列入水空泡形態(tài)對比（Δt=16 ms,v0=1.9 m/s）。為方便表示，將2個圓柱體中間的空泡邊界稱為內(nèi)側(cè)輪廓，否則稱為外側(cè)輪廓。在t=20 ms時(shí)，次發(fā)圓柱體入水并形成空泡，其重力勢能轉(zhuǎn)化為附近流域的動能，從而將水排開。此時(shí)首發(fā)圓柱體空泡在克服流域壓力等做功之后其擴(kuò)張趨勢已大幅減弱，因此在受到側(cè)方擾動的排擠作用之后迅速收縮，內(nèi)側(cè)空泡輪廓向左靠攏，并最終（t=50 ms時(shí)）提前在首發(fā)圓柱體外側(cè)形成非對稱閉合。隨后首發(fā)圓柱體空泡形成隨動，并表現(xiàn)出非對稱特性。次發(fā)圓柱體空泡的發(fā)展與單獨(dú)入水空泡基本相似，在演化過程中呈現(xiàn)出非對稱性，但弱于首發(fā)圓柱體空泡。圖4為首發(fā)圓柱體空泡和單獨(dú)入水空泡輪廓（v0=1.9 m/s），給出了首發(fā)圓柱體空泡與單獨(dú)入水空泡無量綱半徑r/R隨無量綱入水深度h/D的變化對比。其中r、R分別為空泡半徑與圓柱體半徑，h為圓柱體入水深度。雖然首發(fā)圓柱體空泡在次發(fā)圓柱體入水之前是自由發(fā)展的，但內(nèi)外側(cè)半徑在自由液面附近的演化與單獨(dú)入水空泡相比仍存在差異。在次發(fā)圓柱體入水之后，首發(fā)圓柱體空泡因受到流場的擾動而擠壓變形，內(nèi)側(cè)半徑明顯小于外側(cè)；當(dāng)空泡完成閉合之后，其半徑轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)側(cè)大于外側(cè)。這是因?yàn)樵诳张蓦S動之后，次發(fā)圓柱體頭部的高壓區(qū)使得首發(fā)圓柱體空泡在縱向上被壓縮，空泡局部鼓起。此外，受側(cè)方擾動的影響，首發(fā)圓柱體空泡內(nèi)外側(cè)半徑普遍小于單獨(dú)入水的情況。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]雙回轉(zhuǎn)體并聯(lián)入水過程多相流動及運(yùn)動特性研究[D]. 路麗睿.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018



本文編號：3494951