二维翼型空化流数值计算的关键因素研究

本文主要探讨了"影响空化流数值计算的各种因素分析"（2010年），由王超、常欣、黄胜和何苗在哈尔滨工程大学船舶工程学院发表在《武汉理工大学学报》上。研究通过计算机流体动力学（CFD）软件对二维翼型在定常条件下的空泡流动进行了数值模拟，重点分析了空化模型、湍流模型以及壁面函数方法对计算结果的显著影响。 首先，研究者考察了几种不同的空化模型，如RNG k-ε模型、RSM模型和标准k-ε模型，用于模拟空泡的起始和形成过程。结果显示，这些模型都能在一定程度上再现实验观察到的现象，但在空泡闭合区域，由于空化流的复杂脉动特性，各模型之间计算结果存在差异。RNG k-ε模型和RSM模型的表现较为一致，与实验数据有较好的契合度，而标准k-ε模型的预测则与实验值有较大偏差。 其次，对于湍流模型，研究发现RNG k-ε模型和RSM模型在空化流模拟中的性能优于标准k-ε模型，这表明考虑湍流扰动的非线性特征对于空化流的准确模拟至关重要。湍流模型的选择直接影响到空泡动态和流动特性的真实再现。 壁面函数方法也是影响数值模拟结果的重要因素。研究指出，增强壁面函数法在模拟过程中提供了最佳的精度，与实验数据吻合最为紧密。相比之下，标准壁面函数法和非平衡壁面函数法虽然也能提供接近的结果，但在某些细节上与实验数据存在一定差距。 总结来说，这篇论文深入剖析了空化流数值模拟中的关键参数选择，强调了对空化模型、湍流模型和壁面函数的细致选择对于获得可靠计算结果的重要性。这对于理解和优化空泡流的数值模拟技术，特别是在船舶设计、水下工程等领域具有实际意义。