二维非恒定空化流的数学模型.pdf

一辑第卷第期水动力学研究与进展．．．年月Ⅱ二维非恒定空化流的数学模型黄建波蕊院中国中心一薹本文提出了一个新的数学模型用于预涮高数的二维紊流场中非恒定空化流的形成与发展过程及其内部结构。将空化流看成是泡一液两相荒动采用宏观与微观两个尺度来描述其流动形态与内部结构。宏观尺度主要用于空化区及其外部素流场的计算微观尺度用于确定气核在素流场中的运动及生长过程宏观与微观两种分析相互结合前者应用两相流模型及现有素流场分析技巧后者采用泡动力学理论应用这一模型可对二维素流场中空化流的演变过程及其非恒定特性给出比较清楚的数值描述。关量词：空泡流空化．两相流．————一’。—一‘—一一、引言近几年来随着研究资料的日益丰富计算机应用的普及和计算机性能的提高使空化现象的数值仿真成为可能．并使这项研究成为今后空化研究领域的发展趋势及前器课题之一．它的实用意义是显然的．不仅可以节省大量的人力、物力和财力而且可节省实验模拟所需的大量时间。另外数值模型具有便于通用化不受结构形式及尺寸限制等优点可直接对原型流场进行模拟因而不存在比尺影响。当然数值方法具有计算稳定性．收敛性等问题且其结果的可靠性取决于对实际工程采用的流体介质性能倒如含气量气核尺寸密度分布等的了解不容易达到实验模拟的精度因而召不能完全代替实验模拟但部分代替甚至在某些场合下取代模型实验是可能韵．本文以前凡的工作为基础提出了一种基于气泡动力学及可压缩紊流场计算数学模型用以预测高数的紊流场中非恒定空化的初生、发展过程及其动力特性空化流的内部结构及与外部紊流场的相互作用．其主要特点是：将空化的初生、发展及溃灭三个阶段结合起来进行研究．能够反应出空化区内部的非