结构振动对空化流动的影响分析

摘要

云状空化流动的非定常演化会造成结构的振动和变形,而结构振动反过来又会影响空化流动.为了分析结构振动对于空化流动的影响机制及规律,本研究以细长体为研究对象,模拟了不同振幅和频率的结构振动对空泡演化的影响.计算结果表明,航行体的振动变形会导致航行体头部局部攻角的变化,从而影响空泡的生长和回射流的发展.迎水面空泡生长慢,气泡厚度较薄,回射流发展快.背水面空泡生长快,气泡厚度较厚,回射流发展较慢.局部攻角对空化流动的影响在时间上有延迟的现象.振动幅值较大时,局部攻角的交替变化会影响回射流的发展,导致空泡局部脱落.当无量纲振幅大于0.05时,结构变形带来的局部攻角变化会改变空泡的脱落频率,此时空泡的演化过程主要受结构振动频率控制.