CFX二次开发下的水气密度比对空化流计算影响研究
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更新于2024-09-08
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本文探讨了空化模型中水气最大密度比对空化流动计算的重要影响,由张光建和施卫东两位学者合作完成,他们利用商业软件CFX的二次开发技术,将滤波器湍流模型(Filter-Based Model,简称FBM)融入该软件。他们针对2维Clark-y水翼的空化流动进行了数值模拟,通过对比实验结果,研究了不同最大密度比对片状空化和云空化现象的影响。
在初始的研究中,他们发现默认的最大密度比(通常为1000)可能导致模拟的空化发展结果低于实际实验观测值。这是因为较大的水气密度差会加速相间质量转移,导致相界面的动态行为变得不稳定,表现为空穴尾部的小尺度空泡不时脱落。这进而影响空洞的尺寸预测和含气率估计。
随着最大密度比的提高,这些效应更为显著,空化流动的复杂性增强。然而,在达到某个阈值之后,进一步增大最大密度比对计算结果的影响趋于减弱。为了在保证数值稳定性和保持相对真实的密度比的前提下进行计算,作者建议在空化模型中选用一个较高的值,例如20000,作为水气的最大密度比,以更准确地反映实际空化过程。
本文的研究不仅提供了对空化模型参数选择的指导,还强调了理解并精确处理水气密度差异在空化模拟中的关键作用。该工作对于理解和预测各种工程应用中的空化现象具有重要意义,如船舶推进、航空航天等领域。此外,由于是首发论文,它还为后续的空化理论研究和数值方法优化奠定了基础。
关键词:空化模型;滤波器模型;最大密度比;空泡形态;数值计算;CFX软件;非定常空化流;流体机械内部多相流场。
2020-01-19 上传
2021-05-23 上传
2021-04-27 上传
2019-12-29 上传
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