水翼吸力面布置凹槽抑制空化研究

论文摘要

空化引起不同程度振动、冲击和噪声,加剧物体表面空蚀,使结构提早发生疲劳。为有效抑制和延缓空化发生和空泡脱落,该文提出了在水翼吸力面布置凹槽的方法,旨在通过水翼表面结构的改变来实现空化流动的调节。在数值模拟研究中,采用Realizablek-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,围绕8°攻角下NACA66（MOD）水翼,开展不同空化数、凹槽尺度和凹槽位置对二维水翼空化流场的动力学特性研究,并进一步分析了水翼表面特殊结构抑制空化的机理。结果表明:当片空化发生时,凹槽布置在距水翼前缘0.32弦长位置时,能降低空泡振荡频率,提高水翼水动力性能;当云空化发生时,适当的凹槽表面构型能够使水翼吸力面边界层变薄,边界层分离点滞后,水翼尾缘回流区减薄,吸力面低压区减小,证明了凹槽表面构型对空化抑制的适用性。然而,在水翼吸力面布置凹槽,虽然可以降低水翼表面边界层的厚度,增强抗逆压能力,但却触发了凹槽附近区域回射流的加速。因此,只有当抗逆压梯度能力大于回射流冲击时,才可以实现对空化流动的抑制。该研究成果扩大了空化流动的被动控制方法研究范围,为水力机械空化抑制技术提供了参考。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王巍,唐滔,卢盛鹏,焦建雄,张庆典,王晓放

关键词: 空化,计算机仿真,模型,水翼,吸力面凹槽,空化抑制,水动力性能

来源: 农业工程学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 农业科技,基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地球物理学,水利水电工程

单位: 大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室

基金: 国家自然科学基金(51876022),国家973计划项目(2015CB057301)

分类号: TV136

页码: 40-47

总页数: 8

文件大小: 4646K

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