Kubota空化模型参数对非定常空化流动计算的影响

本文主要探讨了空化模型中的关键参数对非定常空化流动计算的显著影响，由黄彪、王国玉和袁海涛三位学者在北京理工大学机械与车辆学院共同研究。他们选择的是基于均相流动的Kubota空化模型，这是一种在商业软件中常用的用户自定义函数(UDF)方法，用于模拟复杂的空化现象。 Kubota空化模型在空化流动计算中具有广泛应用，它结合了气泡动力学，通过Rayleigh-Plesset方程来处理汽液两相间的质量传输。然而，该模型的成功依赖于多个经验系数的合理选取，这些系数如空泡半径和含气率等，对最终的计算结果有重大影响。模型中的这些参数反映了空化过程中的实际物理特性，如空化泡的大小和流体中气泡的比例。 研究者们注意到，为了更深入理解这些参数的作用，他们利用商业软件的二次开发技术，例如CFX软件中的修正Kubota模型，对该模型中的经验系数进行了细致的数值模拟。他们的研究对象是Clark-y型水翼的云状空化流动，这种特定条件下，空化模型的参数调整对于空化泡的形成、发展以及对流体动力学特性的影响尤为明显。 通过数值模拟，他们发现空泡半径与不溶性气核的质量分数等参数的改变，会导致空化流动的形态、速度分布和压力波动等方面发生显著变化。这不仅影响着空化流动的精确预测，还可能对相关工程设计，如船舶推进系统、航空航天设备等的实际运行性能产生重要影响。 总结来说，本文的核心研究是为空化模型参数的选择和优化提供了依据，强调了在非定常空化流动计算中精确把握这些参数的重要性，这对于提升空化流动模拟的精度和工程实践中的空化控制具有重要意义。