推進(jìn)泵葉頂間隙空化水動(dòng)力學(xué)

目錄
第1章平直水翼試驗(yàn)與數(shù)值模擬方法 1
1.1 NACA0009 水翼 2
1.2 試驗(yàn)設(shè)備與方法 3
1.2.1 空化水洞簡(jiǎn)介 3
1.2.2 空化圖像采集裝置 4
1.2.3 激光多普勒測(cè)速裝置 6
1.2.4 力（矩）測(cè)量系統(tǒng) 7
1.3 試驗(yàn)內(nèi)容及試驗(yàn)流程 7
1.3.1 邊界層厚度對(duì)TLV 空化的影響研究 7
1.3.2 TLV 空化的抑制策略研究 9
1.4 數(shù)值方法及設(shè)置 10
1.4.1 控制方程及大渦模擬方法 10
1.4.2 Schnerr-Sauer 空化模型 11
1.4.3 計(jì)算域及模擬設(shè)置 12
1.4.4 無空化流動(dòng)網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格無關(guān)性分析 13
1.4.5 LES 空化流動(dòng)網(wǎng)格劃分及結(jié)果可靠性分析 18
1.5 數(shù)值模擬的算例匯總 22
1.6 本章小結(jié) 23
第2章氣核對(duì)渦空化的影響及其模化方法 25
2.1 原始S-S 空化模型在TLV 空化中的適用性 26
2.2 橢圓翼梢渦空化流動(dòng) 27
2.2.1 計(jì)算域及計(jì)算設(shè)置 27
2.2.2 網(wǎng)格生成及細(xì)化 28
2.3 原始S-S 空化模型對(duì)梢渦空化的預(yù)報(bào) 29
2.3.1 無空化條件下的梢渦特性 29
2.3.2 原始S-S 空化模型預(yù)測(cè)的梢渦空化 30
2.4 不可凝結(jié)氣體對(duì)梢渦空化的影響 32
2.5 考慮氣核效應(yīng)的歐拉-拉格朗日空化模型 33
2.6 新空化模型預(yù)測(cè)的橢圓翼梢渦空化 36
2.7 新空化模型預(yù)測(cè)的TLV 空化 37
2.8 本章小結(jié) 39
第3章平直水翼TLV流動(dòng)特性 41
3.1 TLV 的演變特性 42
3.1.1 TLV 演變特性，τ= 2.0 42
3.1.2 TLV 演變特性，τ= 0.7 43
3.1.3 TLV 演變特性，τ= 0.2 44
3.1.4 間隙范圍的劃分及其依據(jù) 45
3.2 常見渦擬合模型及其適用性評(píng)估 45
3.3 TLV 環(huán)量的影響因素及其預(yù)報(bào)框架 49
3.3.1 TLV 環(huán)量與水翼負(fù)載的本質(zhì)關(guān)聯(lián) 49
3.3.2 各間隙大小下的TLV 環(huán)量預(yù)報(bào)方法 53
3.3.3 TLV 環(huán)量預(yù)報(bào)框架及方法 60
3.4 TLV 半徑的影響因素及定量評(píng)估 61
3.4.1 TLV 半徑的影響因素 61
3.4.2 TLV 半徑的定量評(píng)估 63
3.5 TLV 渦心處氣核濃度的變化規(guī)律 65
3.6 本章小結(jié) 67
第4章平直水翼TLV空化流動(dòng)特性 69
4.1 針對(duì)旋渦空化流動(dòng)的新空化數(shù) 70
4.2 典型工況下TLV 空化的演變特性 72
4.2.1 間隙大小對(duì)空化演變的影響 72
4.2.2 TLV 空化的發(fā)展階段及特點(diǎn) 77
4.3 空化對(duì)TLV 的影響 79
4.3.1 空化對(duì)TLV 強(qiáng)度的影響 79
4.3.2 空化對(duì)渦心氣核分布的影響 81
4.3.3 空化對(duì)TLV 半徑的影響 83
4.4 空化對(duì)渦量分布的影響 86
4.5 空化對(duì)湍動(dòng)能分布的影響 88
4.6 邊界層對(duì)TLV 空化的影響 92
4.7 本章小結(jié) 95
第5章平直水翼TLV空化控制方法 97
5.1 OHGs TLV 空化抑制器 98
5.2 OHGs 對(duì)TLV 空化的抑制效果及優(yōu)化設(shè)計(jì) 99
5.2.1 不同空化抑制裝置的效果對(duì)比 99
5.2.2 OHGs 結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 101
5.2.3 *佳的OHGs 參數(shù)組合 103
5.3 OHGs 對(duì)TLV 空化的抑制機(jī)理 106
5.4 本章小結(jié) 109
第6章推進(jìn)泵試驗(yàn)與數(shù)值模擬方法 111
6.1 推進(jìn)泵幾何模型及坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)定 112
6.1.1 推進(jìn)泵幾何模型 112
6.1.2 坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)定 112
6.2 推進(jìn)泵主要性能參數(shù)定義 113
6.3 空化水洞簡(jiǎn)介 113
6.4 試驗(yàn)內(nèi)容及試驗(yàn)流程 114
6.4.1 敞水性能試驗(yàn) 114
6.4.2 勻流場(chǎng)空化斗試驗(yàn) 115
6.4.3 LDV 試驗(yàn) 116
6.4.4 高速攝影試驗(yàn) 117
6.4.5 模型試驗(yàn)工況匯總 117
6.5 數(shù)值模型及方法 118
6.5.1 控制方程 118
6.5.2 湍流模擬方法 119
6.5.3 空化模型 122
6.6 計(jì)算域及計(jì)算設(shè)置 123
6.7 網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格無關(guān)性分析 124
6.7.1 網(wǎng)格劃分策略 124
6.7.2 無空化工況結(jié)果可靠性分析 126
6.7.3 空化工況結(jié)果可靠性分析 126
6.8 本章小結(jié) 129
第7章推進(jìn)泵TLV空化非定常特性 131
7.1 推進(jìn)泵空化工況的選取 132
7.2 典型空化工況下葉頂間隙空化時(shí)空演變特性 133
7.3 不同空化工況下推進(jìn)泵外流場(chǎng)特性分析 135
7.4 不同空化工況下推進(jìn)泵外特性分析 138
7.5 推進(jìn)泵內(nèi)空化體積及壓力脈動(dòng)特性研究 141
7.6 本章小結(jié) 146
第8章推進(jìn)泵TLV空化結(jié)構(gòu)辨識(shí)及其演變特性 149
8.1 不同渦識(shí)別方法的簡(jiǎn)介 150
8.1.1 第一代渦識(shí)別方法 150
8.1.2 第二代渦識(shí)別方法 150
8.1.3 第三代渦識(shí)別方法 152
8.2 不同的渦識(shí)別方法對(duì)TLV 空化流動(dòng)結(jié)構(gòu)辨識(shí)的對(duì)比分析 153
8.2.1 Ω渦識(shí)別方法中ε的選取 153
8.2.2 不同渦識(shí)別方法的對(duì)比分析 155
8.3 基于Liutex 渦識(shí)別方法的TLV 空化流動(dòng)宏觀演變行為分析 159
8.4 基于Liutex 渦識(shí)別方法的TLV 空化渦動(dòng)力學(xué)特性分析 163
8.4.1 TLV 渦心位置的變化規(guī)律 163
8.4.2 TLV 半徑的變化規(guī)律 164
8.4.3 TLV 渦心處旋渦強(qiáng)度的變化規(guī)律 165
8.5 本章小結(jié) 165
第9章推進(jìn)泵TLV空化動(dòng)力學(xué)特性和湍動(dòng)能輸運(yùn)分析 167
9.1 坐標(biāo)系的介紹 168
9.2 葉頂間隙空化對(duì)渦量分布的影響 168
9.2.1 葉頂間隙空化對(duì)軸向渦量分布的影響 168
9.2.2 葉頂間隙空化對(duì)周向渦量分布的影響 169
9.3 柱坐標(biāo)系下的渦量輸運(yùn)特性分析 170
9.3.1 柱坐標(biāo)系下的渦量輸運(yùn)方程 170
9.3.2 軸向渦量輸運(yùn)特性分析 171
9.3.3 周向渦量輸運(yùn)特性分析 175
9.4 葉頂間隙空化對(duì)湍動(dòng)能分布的影響 179
9.5 柱坐標(biāo)系下的湍動(dòng)能輸運(yùn)特性分析 181
9.5.1 柱坐標(biāo)系下的湍動(dòng)能輸運(yùn)方程的推導(dǎo) 181
9.5.2 TLV 空化流場(chǎng)中無量綱湍流的應(yīng)力分布特性 182
9.5.3 TLV 空化流動(dòng)中湍動(dòng)能輸運(yùn)特性分析 186
9.6 本章小結(jié) 193
第10章推進(jìn)泵TLV空化流場(chǎng)的不穩(wěn)定及間隙損失 195
10.1 推進(jìn)泵葉頂間隙空化流場(chǎng)的非定常波動(dòng)特性 196
10.1.1 推進(jìn)泵葉頂間隙空化流場(chǎng)波動(dòng)分析 196
10.1.2 葉頂間隙空化流場(chǎng)中TLV 的破碎及不穩(wěn)定性分析 203
10.2 推進(jìn)泵TLV 空化的起始位置 209
10.3 不同空化工況下的推進(jìn)泵葉頂間隙損失 212
10.3.1 推進(jìn)泵葉頂間隙泄漏損失分析 212
10.3.2 推進(jìn)泵葉頂間隙外的混摻損失分析 218
10.4 本章小結(jié) 223
參考文獻(xiàn) 225