空化是造成水力機(jī)械性能下降、系統(tǒng)振動(dòng)、噪聲和葉片表面空蝕的重要原因,而水力機(jī)械一般具有較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和較高的旋轉(zhuǎn)速度,實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬均不易對(duì)空化的發(fā)生和演化的機(jī)制進(jìn)行細(xì)致的研究,因此針對(duì)繞水翼空化問題的研究可以幫助更好的理解發(fā)生在水力機(jī)械中的空化問題,探尋改善或抑制云空化的手段方法,進(jìn)而提高水力機(jī)械的性能。本文圍繞NACA0066水翼的空化問題,探究在水翼表面布置射流水孔抑制空化的效果。文章在比較優(yōu)選的基礎(chǔ)上驗(yàn)證了密度修正的RNG k-ε湍流模型結(jié)合Singhal et al.全空化模型在空化計(jì)算上的準(zhǔn)確性,模擬準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了空泡脫落頻率和空化體周期性演化形態(tài)。然后采用選定的模型對(duì)繞水翼空化的頻譜特性進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)當(dāng)水翼攻角為6°時(shí),隨空化數(shù)升高,空腔振蕩頻率逐漸降低,在云狀空化階段,表征空腔不穩(wěn)定性的功率譜密度較高;在云空化和片空化的過渡階段,出現(xiàn)功率譜密度的突然躍升,當(dāng)空化形態(tài)為片空化時(shí),功率譜密度逐漸降低。當(dāng)水翼攻角為8°和10°時(shí),在云狀空化階段,空腔振蕩頻率基本不隨空化數(shù)的變化而改變,其斯特勞哈爾數(shù)(St)均穩(wěn)定在0.21附近;在云空化和片空化的過渡階段(σ/2α=3.5附近),...

【文章來源】： 大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 試驗(yàn)研究
        1.2.2 理論研究和數(shù)值模擬
        1.2.3 空化抑制研究及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
2 計(jì)算模型的比選和空化的頻譜特征
    2.1 數(shù)值計(jì)算方法
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 空化模型
        2.1.3 湍流模型
    2.2 湍流模型和空化模型的比選
    2.3 空化的頻譜特征和動(dòng)力特性
    2.4 本章小結(jié)
3 二維水翼表面布置射流水孔抑制空化的探索研究
    3.1 空化抑制的適應(yīng)性研究
        3.1.1 空化抑制效果分析
        3.1.2 回射流運(yùn)動(dòng)特性分析
        3.1.3 水翼水動(dòng)力性能分析
    3.2 射流強(qiáng)度的影響
    3.3 射流位置的影響
    3.4 射流角度的影響
    3.5 空化抑制機(jī)理分析
    3.6 本章小結(jié)
4 三維水翼表面布置射流水孔抑制空化的探索研究
    4.1 三維水翼云空化研究
    4.2 翼展方向孔隙率的研究
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]通氣超空泡內(nèi)部流場(chǎng)的PIV實(shí)驗(yàn)圖像處理 [J]. 仲霄,王樹山,馬峰.  船舶力學(xué). 2013(07)
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博士論文
[1]軸流泵失速和空化流動(dòng)特性及其性能改善研究[D]. 張睿.上海大學(xué). 2014
[2]水翼云空化及其控制機(jī)理研究[D]. 趙偉國.浙江大學(xué). 2012

碩士論文
[1]空腔流動(dòng)機(jī)理分析及被動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)研究[D]. 王傳洲.大連理工大學(xué). 2013



本文編號(hào)：3550430