基于FLUENT軟件的超聲空化數(shù)值模擬.pdf

1、分類號(hào)UDC密級(jí)單位代碼10151基于FLUENT軟件的超聲空化數(shù)值模擬孫冰指導(dǎo)教師張會(huì)臣職稱教授學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士學(xué)科與專業(yè)載運(yùn)工具運(yùn)用工程論文完成日期2008年5月論文答辯日期2008年7月答辯委員會(huì)主席才中文摘要摘要長(zhǎng)期以來，空化空蝕嚴(yán)重影響閥門、水泵、水輪機(jī)過流部件和輪船螺旋槳的性能和使用壽命?？瘴g導(dǎo)致效率下降，甚至危及正常運(yùn)行，造成十分驚人的能源和材料損失。本文利用FLUENT軟件，對(duì)超聲空化進(jìn)行數(shù)值模擬

2、。通過觀察流場(chǎng)內(nèi)的絕對(duì)壓力、汽含率以及流體速度的變化，分析了超聲空化的發(fā)生機(jī)理和影響因素。得到主要結(jié)論如下:(l)試樣振動(dòng)時(shí)，試樣中間區(qū)域由于高低壓變化較大，汽含率變化劇烈，為主要空化區(qū)域。邊緣區(qū)域的壓力在流場(chǎng)變化過程中始終高于水的汽化壓力，汽含率很低，發(fā)生空化的幾率很小。該區(qū)域始終受到試樣周邊流體繞流的作用，會(huì)對(duì)試樣的兩個(gè)邊緣產(chǎn)生“磨削”破壞。在次邊緣區(qū)域，水蒸氣泡在快速流動(dòng)的過程中潰滅，因而會(huì)對(duì)試樣表面造成輻射狀“劃痕”。(2)與試

3、樣振動(dòng)的試驗(yàn)方法相比，固定試樣方法的試樣表面兩邊區(qū)域的流體速率變化更大，承受的壓強(qiáng)也更高。因此對(duì)試樣邊緣材料的破壞程度較大，“磨削”程度更明顯。在試樣中間區(qū)域的壓降幅度較大，汽含率也在瞬間下降很大。由此可見，該方案對(duì)試樣表面中間區(qū)域的空蝕破壞程度更大。(3)密度和質(zhì)量力的欠松弛因子的取值影響模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性RNGk一￡模型對(duì)低壓較敏感非平衡壁面函數(shù)與增強(qiáng)壁面函數(shù)對(duì)貼近壁面處的流體壓力變化更加敏感水溫越高，水的汽化壓高，流場(chǎng)內(nèi)的高低壓降幅