圆盘空化器空化流动与阻力特性数值研究

"这篇2009年的论文详细探讨了绕圆盘空化器的空化流动和阻力特性，利用滤波器基础的湍流模型（FBM）进行了数值模拟。研究中，通过保持雷诺数恒定并调整来流压强来改变空化数，FBM模型被二次开发并集成到CFX商业软件中进行计算。结果显示，随着空化数降低，空化区域从与空化器分离变为紧贴空化器表面；在高空化数条件下，尾迹中的涡旋结构加剧了阻力的周期性和不稳定性；而随着空化数的减小，阻力趋于稳定。" 本文是自然科学领域的学术论文，主要研究了空化流动现象在机械与车辆工程中的应用，特别是针对圆盘空化器这一特殊装置。空化是流体中由于压力降低导致液体局部蒸发形成的气泡现象，对流体动力学和设备性能有显著影响。在航空、船舶、水下工程等领域，理解和控制空化现象对于优化设计和提高效率至关重要。 论文中采用的FBM（Filter-Based Model）是一种用于模拟湍流和空化流动的先进方法，它通过过滤技术处理湍流方程，能够更准确地捕捉非定常流动中的复杂动态。FBM模型嵌入到CFX软件中，使得计算更加便捷高效，能有效模拟不同空化数下的流动行为。 实验结果揭示了空化数与空化流动形态及阻力特性之间的关系。当空化数较大时，空化发生在空化器的下游，并形成明显的尾迹涡旋，这些涡旋结构增加了阻力的波动性。随着空化数减小，空化的发生更靠近空化器表面，形成附着空化，这降低了阻力的波动，使得阻力趋于稳定。这种变化对于理解和优化空化器的设计具有重要的工程价值。 关键词中的“圆盘空化器”是指一种特定形状的设备，用于诱导和控制空化现象；“空化流动”是指液体中空化泡的生成、发展和破裂过程所引发的流动状态；“阻力特性”则是指物体在流体中运动时受到的阻力随条件变化的规律；而“滤波器模型CFBM”则代表了一种计算湍流和空化流动的数值工具。这篇论文为理解和预测空化流动提供了理论依据，对于相关领域的研究和技术发展具有积极的推动作用。