空化是船舶和水下航行體推進(jìn)器中經(jīng)常發(fā)生的一種特殊流動(dòng)現(xiàn)象,它具有強(qiáng)烈的非定常性,空化的發(fā)生往往會(huì)影響推進(jìn)器的水動(dòng)力性能和效率.為探究繞水翼非定�？栈鲌�(chǎng)結(jié)構(gòu),本文基于Schnerr-Sauer空化模型和SST k-ω湍流模型,開(kāi)展繞二維水翼非定�？栈鲃�(dòng)數(shù)值預(yù)報(bào)與流場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析.通過(guò)將數(shù)值預(yù)報(bào)的空泡形態(tài)演變和壓力數(shù)據(jù)與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了建立的數(shù)值方法的有效性.并基于動(dòng)力學(xué)模態(tài)分解方法對(duì)空化流場(chǎng)的速度場(chǎng)進(jìn)行模態(tài)分解,分析了各個(gè)模態(tài)的流場(chǎng)特征.結(jié)果表明,第一階模態(tài)對(duì)應(yīng)頻率為0,代表平均流場(chǎng);第二階模態(tài)對(duì)應(yīng)頻率約為空泡脫落頻率,揭示了空泡在水翼前緣周期性地生長(zhǎng)與脫落,第三階模態(tài)對(duì)應(yīng)頻率約為第二階模態(tài)的2倍,揭示了兩個(gè)大尺度旋渦在水翼后方存在融合行為.第四階模態(tài)對(duì)應(yīng)頻率約為第二階模態(tài)的3倍,具有更高的頻率,表征流場(chǎng)中存在一些小尺度旋渦的融合行為.最后對(duì)不同空化數(shù)下的空化流場(chǎng)進(jìn)行了模態(tài)分解分析,發(fā)現(xiàn)脫落空泡的旋渦結(jié)構(gòu)隨著空化數(shù)的減小而增大,第二階模態(tài)頻率隨著空化數(shù)的減小而減小. 

【文章來(lái)源】：力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,52(04)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

計(jì)算域及網(wǎng)格劃分

圖3為翼型吸力側(cè)中部x/C=0.6,x/C=0.7兩個(gè)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力值的數(shù)值預(yù)報(bào)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比從圖中可以看出，各觀測(cè)點(diǎn)的壓力存在周期性波動(dòng)，這與空泡周期性生成和脫落有關(guān)，其中壓力值較低的區(qū)域處在空化區(qū)域，壓力值高主要是空化潰滅引起的.但每個(gè)周期壓力波動(dòng)的峰值都不相同，體現(xiàn)了空化現(xiàn)象的強(qiáng)非定常性.對(duì)比試驗(yàn)和數(shù)值結(jié)果可以看出，試驗(yàn)和數(shù)值結(jié)果在振蕩頻率和壓力波動(dòng)的大小上都有很好的一致性.綜上所述，本文的空化流場(chǎng)數(shù)據(jù)與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，從而驗(yàn)證數(shù)值方法的有效性.圖3數(shù)值預(yù)測(cè)的水翼吸力面中部壓力值與試驗(yàn)結(jié)果[6]對(duì)比

數(shù)值預(yù)測(cè)的水翼吸力面中部壓力值與試驗(yàn)結(jié)果[6]對(duì)比


本文編號(hào)：3324728