突变流道内空泡脱落特性及空蚀损伤分析

摘要

针对一种特殊设计的空化室内空化演变过程进行数值模拟分析,利用流体汽化体积分数验证了雷诺应力湍流模型(RSM)、ZGB空化模型、增强壁面函数对于模拟空化过程的适用性,及其模拟结果与实验结果的吻合性;分析了流场分布特点和泡状空化下的空泡演变规律,并考察了壁面的空蚀损伤特性。结果表明,空化室内的空化演变是一个具有准周期性的非定常过程,且空化初生依附点与流道结构密切相关,皆为迎流流速最大处。不同空化初生依附位置产生空化过程的液相汽化体积分数相差较大,但其演变周期相近、规律一致,而空泡演化过程严重受流场影响和流道结构的制约。空泡的周期性演化使空泡破裂产生壁面剪切力同样呈现出周期特性变化,壁面空蚀损伤程度存在峰值,且与空泡群的脱落、融合、溃灭过程密切相关。