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原文传递水下航行体自然空化特性研究

论文题名：	水下航行体自然空化特性研究
关键词：	水下航行体;自然空化特性;滤波器模型;数值模拟
摘要：	由于高速流动导致液体压力低于饱和蒸汽压而急剧汽化，或通过注入不可凝结气体在液体中生成含汽或气的低密度空穴，称为空泡。　　空化对于水利设备的剥蚀、噪声和高速运动物体的水动力特性及其稳定性控制具有极为重要的影响。空泡流动特性及其机理研究仍是目前水动力学研究的前沿课题之一。　　本文将运用UDF方法对FLUENT进行二次开发，引入三种基于正压关系的均质平衡流空化模型，使用相应的宏编译表征相间转换关系公式，把空化模型嵌入 FLUENT软件中。　　使用这三种空化模型计算了轴对称回转体局部空泡流，把数值计算结果与Rouse和McNown所得经典实验数据进行对比和分析，分析在不同空化数下空泡的形状、压力系数和流动特性，以及空化模型对局部空泡流的预测能力。同时，研究了全空化模型中非凝结气体质量分数fg的变化对轴对称回转体局部空泡流动的影响。　　标准k??模型适合计算高Re湍流，为了精确捕捉壁面附近的湍流流动特性，本文将使用基于滤波尺度的滤波器模型（FBM）对标准k??模型其湍流粘度进行修正，并使用修正后的湍流模型对方柱单相非定常流动进行数值模拟，把计算结果与Lyn所得经典实验数据进行对比，分析滤波器模型（FBM）对方柱周期性涡脱落流动的预测能力。　　空化具有明显的两相流动特性，所以必须充分考虑汽、液两相流动的可压缩特性，所以本文在滤波器模型（FBM）的基础上，引入密度修正函数构造了分域湍流模型，并使用标准k??模型、滤波器模型和分域湍流模型对渐缩-渐扩喷管内自然空泡流动进行数值模拟，把数值模拟结果与Stutz B和Reboud J. L所得实验数据进行对比，分析不同的湍流模型对渐缩-渐扩喷管内非稳态空泡流周期性变化过程的捕捉能力。
作者：	时文
专业：	航空宇航推进理论与工程
导师：	郜冶
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文