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空化流动的数学物理描述及空化模型研究进展: 2025年; 空化流动是自然界中广泛存在的一种流体力学现象,它的理论建模和数值模拟方法研究长期以来形成了流体力学领域的重要方向。本文对空化的相变本质进行了阐述,系统地介绍了空化流动的数学物理描述,回顾了空化流动数值模拟的空化模型国内外研究进展,并详细地推演了以输运方程为基础的蒸发冷凝空化模型和泡动力学空化模型,可为空化流动的研究提供借鉴。; 洪方文袁国辉翟树成郑巢生刘登成; 关键词：空化

一种准确预测绕水翼多尺度空化流动的方法: 本发明公开的一种准确预测绕水翼多尺度空化流动的方法，属于叶轮机械技术领域。本发明实现方法为：在欧拉体系下求解宏观尺度连续介质空化过程，在拉格朗日体系下模拟亚网格尺度微气泡与空化核的演化过程，建立可解尺度宏观空泡与亚网格尺...; 刘涛涛郭智溥田北晨黄彪王国玉

一种低温液体膨胀机内旋涡空化流动的控制系统: 本发明公开了一种低温液体膨胀机内旋涡空化流动的控制系统，涉及低温空分和低温液化技术领域，解决了现有技术建立的模型求解难度大，且控制目标单一，难以高效抑制漩涡空化的技术问题；本发明先根据空化数据或者结合历史采集的空化数据判...; 徐好立

混流式喷水推进泵空化流动及其诱导振动特性的试验研究被引量：1: 2024年; 为了研究喷水推进泵内非定常空化流动及其诱导的振动特征,搭建了高速摄像与数字信号同步测量平台。对不同空化程度下的泵内空化流动、压力脉动信号、振动信号进行了采集和分析。引入经验模态分解及希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)对振动信号进行了处理和分析。试验表明:喷水推进泵叶顶区出现了叶顶间隙空化和叶顶泄露涡空化等空化现象;随着空化程度的加剧,叶顶区的空化结构先由丝状逐渐连接成薄片状,继而发展为云状;快速旋转的空化云会呈现出极不稳定状态,尾部发生脱落形成垂直空化涡(perpendicular cavitating vortices,PCVs);小尺度的垂直空化涡消散在流道中部;随着空化程度的进一步加剧,垂直空化涡尺度增大并向相邻叶片的压力面运动,造成喷水推进泵性能的下降。空化程度加剧对应的流动结构特征会导致压力脉动产生相应的变化,从而诱导振动的增加。经验模态分解和HHT结果显示片状空化及大尺度云空泡溃灭时会诱导高频区的宽频振动增大;空化云尾缘的低频脱落会产生垂直空化涡,诱导低频的压力脉动和振动的快速增加。希尔伯特边际谱上高频幅值,叶频和轴频幅值的变化特征可在一定程度上用来反映泵内的流动状态。; 龚波张正川尹俊连许锐李宁王德忠; 关键词：喷水推进泵

基于Omega涡识别理论的自适应空化流动模型被引量：2: 2024年; 液体火箭发动机涡轮泵内存在多种空化类型,其发生机理有所不同,现有数值计算方法通常采用同一套模型预测所有类型空化,导致预测精度不足。为提高复杂空化流动的计算精度,提出了自适应空化流动模型。基于先进的Omega涡识别理论和ZGB空化模型建立了相变系数自适应调整方法,以涡轮泵内两种典型空化(附着空化和泄漏涡空化)为对象,利用翼型实验对模型进行了验证。首先对比了几种涡识别方法的差异,发现Omega方法对阈值不敏感且物理意义明确,适合作为相变系数的取值依据;分析了相变系数对附着空化和泄漏涡空化的影响规律及两种典型空化的形成机理。结果表明:自适应模型相比ZGB模型,对泄漏涡空化的预测精度在大间隙下提升了约181%,小间隙提升了约27%,对附着空化的预测更接近实验结果;附着空化是吸力面脱落涡形成的原因,间隙泄漏流场的涡带和剪切层空化是由间隙泄漏涡和分离涡共同作用形成的。; 屈念冲许开富项乐林荣浩党枭睿

液环真空泵内空化流动机理分析: 液环真空泵是一种用于抽送气体的流体机械,其以液体作为能量传递、密封及冷却的工作介质。在其运行过程中,叶片轴向叶顶间隙的泄漏引起间隙局部压差,进而引起间隙空化,同时叶片尾缘脱流引起分离涡空化。液环的高速旋转引起的粘性耗散损...; 陈泽烽; 关键词：液环泵空化水蒸汽分离涡

文丘里管内空化流动和空化能量预测: 邓煜阳

低温非定常空化流动机理及其诱导噪声特性研究: 空化是低温流体输送过程中常出现在各类流体机械中的现象。空化现象本质上是一个涉及微观尺度和介观尺度的复杂物理过程,涵盖质量、动量和热量等多个传递过程的动态耦合作用,并且需要考虑湍流、相变、可压缩、变声速、多场耦合等多个因素...; 魏爱博; 关键词：热效应可视化实验直接数值模拟

考虑热效应的空化流动研究进展被引量：2: 2024年; 高速航行体的多相水动力学过程,如水下发射与超空泡航行等,在通入高温气体形成空泡的过程中需考虑热效应对空泡动力学的影响.且火箭低温液态燃料供应及核反应堆高温管道输送等工程问题中发生的空化现象也具有显著的热效应.在以上流动中,热效应不仅仅会改变流体的物理性质,影响相间质量输运和热传递,还会引发复杂的动力学和热力学变化,因此考虑热效应的空化机理、能量的传递和输运规律以及流动不稳定性机理是亟需解决的关键科学问题.文章基于不同影响因素将考虑热效应的空化流动分为高温壁面空化、高温通气空泡、高温水空化以及低温热敏流体空化,并分别综述了4类情况下空泡演化特性和影响规律.此外,总结归纳了数值模拟考虑热效应的空化流动常用的空化模型和湍流模型,以及在实验研究中采用的各种多物理场测量技术,但相关数值仿真和实验技术还有待进一步发展完善.未来还需深入研究热效应对空化流动生成和稳定性的影响机制,全面了解和掌握热效应空化流动的特点和行为,为相关领域的工程设计和优化提供更加准确的数据支撑、分析工具和理论基础.; 马静雯王诗平杨英狄郑智颖熊骋望; 关键词：热效应空化流动多相流

液氮非定常空化流动时空演化特征试验: 2024年; 基于低温介质空化流动实验装置和高速纹影测量系统,研究了液氮非定常空化流动密度分布的时空演化特征。试验中应用高速摄影技术与纹影测量技术对温度为77 K的液氮在不同空化数下的空穴结构与密度分布进行了综合测量。基于试验结果,分析了初生空化、片状空化以及大尺度的云状空化这3种典型低温空化流型的非定常特性与空穴结构演化。研究结果表明:①通过纹影测量系统捕捉到了在背光试验中观察不到的空化引起的密度梯度结构。②在无空化流动时,液氮经过喉口未发生明显的密度变化,在空化条件下,经过喉口的液氮空化流动中观察到了空化流动的密度梯度,且这一区域出现在附着型空穴上方,起始于喉口,离开空穴时消失;③空化区域汽液混合物声速远小于液相,局部马赫数增大,介质受到压缩后密度发生改变,产生条纹状密度梯度结构;④条纹结构区域密度梯度的变化对应于当地空化流动时空演化特征。; 陈家成梁文栋李子亮耿昊陈泰然王国玉; 关键词：液氮空化流动非定常特性

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