绕水翼空化流动及振动特性的试验与数值模拟

• 作者: 吴钦 王国玉 王宁 高德明 黄彪
• 来源期刊: 排灌机械工程学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 水翼 空化 振动 流固耦合 试验研究 数值模拟
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 所属期刊栏目: 流体工程
• 页码范围: 321-327
• 页数: 7页
• 分类号: O326
• 字数: 4117字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-8530.15.1074

摘要

采用试验与数值模拟相结合的方法，对不同材质水翼的空化水弹性响应及其振动特性进行了分析。试验中，采用高速摄像技术观测不同空化阶段的空穴形态，应用多普勒激光测振仪测量水翼的振动速度。采用 k －ωSST 湍流模型和 Zwart 空化模型对流场进行数值模拟，并建立两自由度结构模型，基于混合耦合算法实现流固耦合数值模拟计算。试验结果表明，水翼的振动幅度在云状空化阶段达到最大，水翼的振动主频与空泡脱落频率一致，并随空化数减小而降低。数值预测结果与试验结果吻合较好，能较准确地捕捉附着型空穴的生长、脉动以及云状空穴的断裂脱落过程，主要振动频率与相应空泡脱落频率一致。受水翼弹性变形和结构水弹性响应的影响，弹性材料水翼吸力面的空泡发展更为复杂，空泡脱落过程伴随着大尺度空泡团的二次附着与脱落，且空泡团容易发生破碎，形成水气混合状，其结构振动特性和流激振动频谱成分也更加复杂。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王国玉	北京理工大学机械与车辆学院	156	1333	19.0	26.0
2	黄彪	北京理工大学机械与车辆学院	78	349	11.0	16.0
3	高德明	北京理工大学机械与车辆学院	14	162	9.0	12.0
4	王宁	北京理工大学机械与车辆学院	7	19	2.0	4.0
5	吴钦	北京理工大学机械与车辆学院	27	81	5.0	8.0