空化是造成水力機械性能下降、系統(tǒng)振動、噪聲和葉片表面空蝕的重要原因,而水力機械一般具有較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和較高的旋轉(zhuǎn)速度,實驗和數(shù)值模擬均不易對空化的發(fā)生和演化的機制進行細致的研究,因此針對繞水翼空化問題的研究可以幫助更好的理解發(fā)生在水力機械中的空化問題,探尋改善或抑制云空化的手段方法,進而提高水力機械的性能。本文圍繞NACA0066水翼的空化問題,探究在水翼表面布置射流水孔抑制空化的效果。文章在比較優(yōu)選的基礎(chǔ)上驗證了密度修正的RNG k-ε湍流模型結(jié)合Singhal et al.全空化模型在空化計算上的準確性,模擬準確地預(yù)測了空泡脫落頻率和空化體周期性演化形態(tài)。然后采用選定的模型對繞水翼空化的頻譜特性進行研究,發(fā)現(xiàn)當水翼攻角為6°時,隨空化數(shù)升高,空腔振蕩頻率逐漸降低,在云狀空化階段,表征空腔不穩(wěn)定性的功率譜密度較高;在云空化和片空化的過渡階段,出現(xiàn)功率譜密度的突然躍升,當空化形態(tài)為片空化時,功率譜密度逐漸降低。當水翼攻角為8°和10°時,在云狀空化階段,空腔振蕩頻率基本不隨空化數(shù)的變化而改變,其斯特勞哈爾數(shù)(St)均穩(wěn)定在0.21附近;在云空化和片空化的過渡階段(σ/2α=3.5附近),...

【文章來源】： 大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 試驗研究
        1.2.2 理論研究和數(shù)值模擬
        1.2.3 空化抑制研究及發(fā)展動態(tài)分析
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
2 計算模型的比選和空化的頻譜特征
    2.1 數(shù)值計算方法
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 空化模型
        2.1.3 湍流模型
    2.2 湍流模型和空化模型的比選
    2.3 空化的頻譜特征和動力特性
    2.4 本章小結(jié)
3 二維水翼表面布置射流水孔抑制空化的探索研究
    3.1 空化抑制的適應(yīng)性研究
        3.1.1 空化抑制效果分析
        3.1.2 回射流運動特性分析
        3.1.3 水翼水動力性能分析
    3.2 射流強度的影響
    3.3 射流位置的影響
    3.4 射流角度的影響
    3.5 空化抑制機理分析
    3.6 本章小結(jié)
4 三維水翼表面布置射流水孔抑制空化的探索研究
    4.1 三維水翼云空化研究
    4.2 翼展方向孔隙率的研究
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]回射流強度對水翼表面空化形態(tài)的影響 [J]. 王巍,徐瑞鐸,羿琦,王曉放.  排灌機械工程學(xué)報. 2016(11)
[2]繞水翼空化流動及振動特性的實驗研究 [J]. 高遠,黃彪,吳欽,王國玉.  力學(xué)學(xué)報. 2015(06)
[3]791翼型非定�？栈鲃訑�(shù)值計算研究 [J]. 楊敏官,倪丹,李忠,高波.  流體機械. 2015(02)
[4]繞三維扭曲水翼云空化形成及演化的試驗研究 [J]. 曹彥濤,彭曉星,張國平,徐良浩.  船舶力學(xué). 2014(05)
[5]通氣超空泡內(nèi)部流場PIV測試方法 [J]. 仲霄,王樹山,馬峰,張敏弟.  船舶力學(xué). 2013(08)
[6]Three-dimensional large eddy simulation and vorticity analysis of unsteady cavitating flow around a twisted hydrofoil [J]. 季斌,羅先武,彭曉星,吳玉林.  Journal of Hydrodynamics. 2013(04)
[7]通氣超空泡內(nèi)部流場的PIV實驗圖像處理 [J]. 仲霄,王樹山,馬峰.  船舶力學(xué). 2013(07)
[8]一種抗空化翼型修形設(shè)計方法 [J]. 鄔偉,熊鷹.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2013(06)
[9]熱力學(xué)效應(yīng)對非定常空化流動結(jié)構(gòu)影響的實驗研究 [J]. 時素果,王國玉,陳廣豪,張敏弟.  船舶力學(xué). 2013(04)
[10]三種空化模型在離心泵空化流計算中的應(yīng)用評價 [J]. 劉厚林,劉東喜,王勇,吳賢芳,莊宿國.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2012(16)

博士論文
[1]軸流泵失速和空化流動特性及其性能改善研究[D]. 張睿.上海大學(xué). 2014
[2]水翼云空化及其控制機理研究[D]. 趙偉國.浙江大學(xué). 2012

碩士論文
[1]空腔流動機理分析及被動流動控制技術(shù)研究[D]. 王傳洲.大連理工大學(xué). 2013



本文編號：3550430