【摘要】：提出了一種針對噴嘴孔內(nèi)空化現(xiàn)象的數(shù)值計算模型——噴嘴空化模型,并進行了可視化試驗以驗證其模型有效性,其中噴嘴空化模型考慮了液相與氣相之間相變、氣泡動力學、湍流擾動及不凝性氣體影響等諸多因素,并采用噴孔內(nèi)空化數(shù)對相變速率方程進行了修正。將基于噴嘴空化模型的數(shù)值計算結(jié)果與試驗結(jié)果及基于Schnerr-Sauer模型的計算結(jié)果進行對比分析,結(jié)果顯示:在2種空化模均采用默認參數(shù)的前提下,噴嘴空化模型與Schnerr-Sauer模型計算所得噴孔內(nèi)空化現(xiàn)象變化趨勢均與試驗結(jié)果吻合良好,即噴嘴孔內(nèi)空化現(xiàn)象隨噴射壓力提高而加強,且在發(fā)展空化至超空化流態(tài)過渡過程中空化特征長度漲幅遠高于其他流態(tài)過渡情況;噴嘴空化模型計算所得空化特征長度在各流態(tài)下均與試驗結(jié)果吻合良好,Schnerr-Sauer模型計算空化特征長度則低于試驗結(jié)果,兩者與試驗值的最大誤差均發(fā)生在超空化階段,其中噴嘴空化模型計算值為試驗值的92%,Schnerr-Sauer模型計算值為試驗值的65%。該結(jié)果表明,所建立噴嘴空化模型可用于較為準確地模擬噴嘴孔內(nèi)空化現(xiàn)象的變化趨勢及空化特征長度。
[Abstract]:In this paper, a numerical model of cavitation in nozzle orifices, the cavitation model of nozzles, is proposed, and a visual experiment is carried out to verify the validity of the model. The cavitation model of nozzle considers the phase transition between liquid phase and gas phase, bubble dynamics. Some factors, such as turbulence disturbance and the influence of noncondensable gas, were used to modify the phase change rate equation by using cavitation number in the nozzle. The numerical results based on the nozzle cavitation model are compared with the experimental results and the results based on the Schnerr-Sauer model. The results show that the default parameters are used in the two cavitation models. The cavitation phenomena in the nozzle cavity calculated by both the nozzle cavitation model and the Schnerr-Sauer model are in good agreement with the experimental results, that is, the cavitation phenomenon in the nozzle hole is enhanced with the increase of the injection pressure. The length of the hollow characteristic in the transition from cavitation to supercavitation is much higher than that in other flow states. The calculated cavitation characteristic length of the nozzle cavitation model is in good agreement with the experimental results in each flow state. The calculated cavitation characteristic length of Schnerr-Sauer model is lower than that of the experimental results, and the maximum error between the two models and the experimental values occurs in the supercavitation stage. The calculated value of the nozzle cavitation model is 92% of the experimental value, and the calculated value of Schnerr-Sauer model is 65% of the experimental value. The results show that the cavitation model can be used to simulate the variation trend of cavitation phenomenon and the characteristic length of cavitation.
【作者單位】： 吉林大學汽車仿真與控制國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金項目(51306069)
【分類號】：O35

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本文編號：2197669