文档名：考虑表面曲率效应的三维翼型空化数值模拟
空化演化中的空泡脱落伴随着强烈的流动分离,可能诱发水力机械机组振动,噪声以及流道表面破坏.本文考虑流道表面曲率效应,在修正的SSTk-ω模型的基础上发展出一种新的部分时均化(MSSTPANS)模型.采用MSSTPANS模型对绕三维NACA66翼型空化流动进行了模拟,并将计算结果与基于SSTk-ω以及SSTk-ωPANS两种已有模型的预测数据进行比较.结果表明,相比于其他两个模型,MSSTPANS模型能够较准确地预测出三维翼型表面发生的片空化以及云空化周期性演变的过程;MSSTPANS模型能够较准确地预测空泡脱落频率,该频率与实验测量值的相对误差为5.00％.基于涡输运方程进一步分析了翼型表面周期性的空化演变以及诱发的分离流动,发现分离流动在翼型流向上的演变是形成涡拉伸项高值分布的主要原因,而空泡的初生与溃灭会造成涡膨胀项以及斜压扭矩项高值.最后采用能量平衡方程对绕翼型的流动损失进行分析,得到翼型前缘靠近中间展向面上诱发的云空化是形成局部损失的来源,随着空泡逐渐向下游溃灭,局部损失也向下游逐渐传播,直到翼型尾缘处耗散.
作者：叶维祥耿晨罗先武
作者单位：清华大学二氧化碳减排与资源化利用技术北京市重点实验室,北京100084;清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084
母体文献：第十六届全国水动力学学术会议暨第三十二届全国水动力学研讨会论文集
会议名称：第十六届全国水动力学学术会议暨第三十二届全国水动力学研讨会
会议时间：2021年10月29日
会议地点：江苏无锡
主办单位：中国力学学会,中国造船工程学会
语种：chi
分类号：TV1TB3
关键词：三维翼型 空化流动 表面曲率效应 数值模拟
在线出版日期：2022年5月27日
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