一、ON THE PARTIALLY CAVITATING FLOW AROUND TWO-DIMENSIONAL HYDROFOILS（论文文献综述）
王顺[1]（2021）在《表面活性减阻剂对绕水翼空化流动特性的影响研究》文中研究说明
谢庆墨[2]（2021）在《空泡船潜体非定常多相流及水动力性能时空特性研究》文中研究说明空泡船在航行过程中,由于潜体表面被气体包裹,能够取得良好的减阻效果以提升航行速度。空泡船潜体进行通气的过程中涉及到固、液、气三相间的相互作用,在高速航行时还会伴随自然空化的发生,自由面的存在导致空泡船非定常流动变得更加复杂。开展近自由液面流场演化及水动力特性对空泡船的研发具有重要意义。本文首先针对空泡船潜体附体存在的近自由液面空化现象,以水翼作为基础模型,研究了NACA66水翼在近自由液面条件下的空化流动。通过对比有无自由液面两种工况下的水翼空泡形态与水翼水动力性能,发现自由液面减小了自然空泡长度,导致水翼升力和阻力系数下降,并增加了空泡脱落的频率。此外,通过速度场的动力学模态分解（Dynamic Mode Decomposition,DMD）,发现自由液面减少了每个模态中包含的能量并减小了旋涡的尺度。还通过对比不同深度的水翼空化现象,发现自由液面对水翼空化起到了一定的抑制作用。在此基础上,为探究一端固定一端自由的近自由液面水翼空化流场特性,在自由液面附近模拟了NACA0009水翼的尖端泄漏涡（Tip Leakage Vortex,TLV）空化流动。通过对比有无自由液面两种工况,研究了自由液面对水翼尖端泄漏涡空化的演化和流体动力载荷的特性的影响。在近自由液面的工况下,TLV水翼的升力和阻力系数减小,但是升力系数的脉动频率增加。同时,通过对比有无自由液面两种工况下的涡结构与涡量输运特征,分析了近自由液面的TLV空化的流场演化机理。通过基于DMD方法的前两阶模态对比,发现TLV空化的主要流动特征（包括相干结构和能量分布）与自由液面的存在密切相关。然后,基于对近自由液面水翼空化流动的研究基础,设计了一种带前置螺旋桨的通气潜体,开展了无自由液面下前置螺旋桨与通气潜体耦合效应评估研究。通过对比三种不同工况下的涡结构与截面涡量,发现潜体会干扰螺旋桨叶梢涡向下游的发展特性,并影响结构的水动力学性能,包括推力,阻力和升力。提取了三种不同工况下的螺旋桨水动力性能,发现通气的潜体会导致螺旋桨效率降低,阻力减小。同时,通气空泡具有明显的壁面效应,使螺旋桨的速度场和涡度场的主要特征区域远离潜体的表面。对叶梢涡结构的分析表明,潜体可以抑制下游叶梢涡的衰减,从而使螺旋桨叶梢涡更容易向下游发展。考虑到实际航行环境,空泡船在航行过程中水下潜体部分距自由液面非常接近。因此,对有无自由液面条件下的通气潜体进行了对比研究,分析了自由液面对空泡船潜体部分的影响机理。与无自由液面条件进行对比,通过空泡形态、潜体水动力性能、速度场、涡量场等方面研究自由液面对前置螺旋桨与通气潜体流场的作用。发现自由液面的作用促进了通气空泡的减阻效果。抑制了潜体表面的速度变化,使流场更早地达到稳定状态,并促进了涡量在水平方向上的发展。最后,以前面的研究成果为基础,设计了一种空泡船构型。对波浪条件下的空泡船运动响应与载荷特性进行了数值模拟。分析了波浪条件下空泡船的纵摇,升沉运动及其加速度等船舶运动响应;以及升阻力,表面压力等水动力性能参数。通过对比常规单体船,空泡船未通气与通气之间的数值模拟结果,发现空泡船比常规单体船具有更好的耐波性与稳定性,能在波浪中更加平稳地航行。且空泡船在通气后的浮态将发生改变,并具有明显的减阻,减摇效果,且空泡船表面压力载荷也有所降低。
安昭阳[3]（2021）在《射流控制参数对空化流动控制的影响研究》文中研究表明附着型空化的脱落,会增大流场的不稳定性,造成水力机械的噪声、振动等一系列危害,因此对空化流动的控制显得尤为重要。针对在水翼吸力面开设射流水孔的空化控制方法,本文以NACA66（MOD）水翼为研究对象,结合高速摄像技术和数值仿真方法研究射流流量、射流位置、孔隙率等不同射流参数对空化抑制效果的影响规律,确定射流参数的最佳组合并分析射流抑制空化的机理。采用高速全流场摄像研究三种不同结构射流水翼在云状空化和过渡空化状态下的空化抑制效果,发现射流流量、射流位置、射流角度对空化抑制效果存在不同程度的影响,存在最佳的射流参数。基于实验结果,通过正交设计结合数值模拟的方法,选用密度修正的DCM湍流模型结合Zwart-Gerber-Belamri空化模型,开展云状空化下多个射流参数与空化抑制效果和水动力性能之间映射规律的研究,结果表明不同射流参数对空泡体积和水翼升阻比有不同程度的影响,两种指标对射流参数的敏感度不同,无法同时使两种指标均达到最佳值,但射流水翼升阻比相对于原始水翼下降幅度很小,因此将水动力学性能作为约束条件来研究射流参数的最佳组合。开展空化抑制机理的研究发现射流能起到改善水翼表面压力分布和阻挡回射流的作用,射流水翼表面速度边界层厚度和回射流强度减小,附着型空化未出现大范围的脱落现象;通过对空化流场涡量输运方程源项和漩涡结构的识别,发现射流流体所产生的速度梯度是射流孔位置涡量的主要来源,此处的流场结构不稳定,射流所形成的弦向漩涡结构和回射流与气液交界面所形成的展向漩涡结构相互剪切,提前将附着型空泡分割开,避免了附着型空化在射流孔后的重新附着,破碎空泡群在主流作用下向水翼尾部移动过程中很快溃灭,高压压力冲击产生于射流孔附近区域,用射流孔位置小范围的流场不稳定换取了水翼尾部大范围流场的稳定性。射流参数的最佳组合方式研究,对射流抑制空化在水力机械上的应用具有一定的指导作用。
沈唐骏[4]（2021）在《热敏流体可压缩空化流及动力学研究》文中研究说明热敏流体空化现象是液体火箭涡轮泵研究的一个重要基础问题。对热敏空化流动特性及动力学的深入研究有助于涡轮泵系统性能优化,具有极高的工程应用价值。但与室温水相比,热敏流体具有物理性质对温度敏感的特性。而且,当热敏流体发生空化时,需要汽化更多质量的液体,导致相变产生汽化潜热不可忽略。因此常温空化的计算策略已不再适用,开展对热敏流体空化流动新的数值模拟方式的探索极为重要。这有利于探究热敏空化流动的非定常流动特性和动力学特性,而且对液体火箭涡轮泵的研究和设计具有重要的工程应用价值。为此,本文开展了以下主要工作:利用传热方程对Zwart空化模型进行了热效应修正,再利用理想气体状态方程和塔曼液体状态方程对流动介质进行可压缩修正。其中,汽液两相状态方程的经验系数根据不同热敏流体的物理性质进行了归纳总结,以保证适用于不同热敏流体空化。另外,针对原本的RNG k-ε湍流模型,本文采用了混合湍流模型对湍流粘度进行了修正。利用液氮绕二维水翼和回转体流动对该可压缩热敏空化模型进行验证,其结果与NASA的Hord实验数据吻合较好,并与国内外现有模型预测进行比较,其精确度表现更优秀。探究了相变过程中可压缩性与热效应的关系,结果表明考虑热压缩性有利于提高了基于热效应的空化流动数值模拟精度。对不同空化数下氟化酮绕三维水翼空化流动进行了数值模拟,详细分析了不同空化数下的流动特征,结果表明,随着空化数的上升,蒸汽体积分数随时间的演化过程依旧是准周期的,但空化强度减弱;通过Q准则分析可得,壁面回射流剪切效应造成了附着腔从水翼壁面脱落,旋转效应造成了空化云的溃灭,故剪切效应和旋转效应共同支配空化流动。利用力元公式对升力与阻力进行拆解,详细分析了空腔演变与水翼周围升阻力之间的关联。结果表明,空化数的增加会造成升阻力系数先上升后下降。结合空腔的演变,分析了瞬态升力和阻力的演变。结果表明,空腔的发展会伴随着正升力元的增长,脱落的空化云溃灭会导致大量正力元的消失,两者的生长和溃灭速率影响着升阻力上升和下降。
王舜浩[5]（2021）在《液氮空化热效应与脱落特性的模拟与实验研究》文中研究指明空化现象是由于流场中液体内部的局部压力降低而导致的液体汽化并产生空泡的现象。在大推力液氢/液氧火箭推进系统中,低温流体空化现象常有发生。低温流体与常温流体相比,会受到热效应的影响,在空泡及附近区域产生明显的温度梯度,使得空化发展和溃灭与等温情况有显着不同。目前对低温空化的研究处于起步阶段,特别是对低温流体空化的热效应和脱落机理相关的数值模拟研究和实验研究还不够透彻。本文构建了基于Realizable k-ε和大涡模拟（LES）湍流模型、Schnerr-Sauer空化模型的数值模拟框架,进行了模型验证,模拟和实验结果吻合较好。另外对Twist-11N水翼扭曲翼型开展三维液氮空化的CFD数值模拟,并通过开/关能量方程,分别模拟热效应情况和等温情况（不考虑热效应）下的液氮空化,探究低温流体的热效应对于空化脱落的回射流机理的影响。结果表明,与相同空化流中的热效应空化相比,等温空化具有较高的脱落频率和较大的片空化长度,说明热效应抑制了空化的发展,同时热效应改变了空化的脱落特性,回射流的影响变小,空化的脱落主要归因于空化和涡流的相互作用。本文搭建了渐缩渐扩管液氮空化实验装置,对三维结构文氏管和二维结构渐缩渐扩管进行了可视化实验,获得了液氮空化的周期性脱落图像,利用热电偶采集到了空化区的温降,分析了热效应对于空化发展的抑制影响,计算得到了热效应无量纲参数,当热效应变大时,空泡溃灭的间隔变短,空化发展受到抑制;利用LDV测量得到了空化区的流速和粒子速度,提供了稀缺的实验数据。靠近壁面的点位测量得到了负的流体速度,且负速度粒子占比和有效粒子数大于靠近流道中心的点位,验证了回射流与滞止点的存在,实验结果与空化脱落的回射流机理及回射流的形成机制相吻合。
史璐明[6]（2020）在《管道空化清洗器非定常流场特性及流固耦合研究》文中研究指明空化水射流清洗技术在管道清洗中得到广泛应用,具有工作压力低、适应性强、环保和适合在线清洗等优点,在环保政策日益严格的今天,已经成为一种重要的管道清洗方法。空化水射流管道清洗技术的核心在于管道清洗器的空化能力,以往的研究主要集中在清洗器的定常流场特性方面,由于空化现象的不稳定性,定常分析并不能准确地说明清洗器的流场特性和空化性能。此外清洗器由于自身结构会在压力作用下发生弹性变形并对流场造成影响,为分析清洗器变形对流场的影响,对清洗器进行双向流固耦合分析。本文研究内容如下:（1）建立清洗器的二维简化对称流场模型并进行数值模拟,对入口压力1MPa时清洗器流场非定常空化特性进行研究。研究结果表明:在入口压力1MPa时,清洗器流场空化结构存在周期性变化,周期为14ms,其变化过程可分为空化初生、发展以及收缩三个阶段。在空化发展阶段,高强度空化区域大小基本保持不变,下游的空穴形态随时间变化。在清洗器流场中部近壁面位置由于水流径向流动速度突变形成局部高压区并使该处的含气量发生波动,该高压区位置在一个空化周期内随时间不断发生变化。在清洗器流场区域和下游流场位置存在两个漩涡,前者是由于回射流后者是因为流通面积增加形成速度梯度,空化会增加回射流的速度。（2）对入口压力、折弯角和清洗器直径等参数对空化演化周期的影响进行分析。结果表明:增大入口压力可以增强清洗器的空化强度,入口压力较小时清洗器的空化结构不发生周期变化,随着入口压力增大清洗器流场空化结构开始出现周期性变化,并且随着压力的增大流场速度增加,湍流增强,周期减小。折弯角的减小会使流场的节流效果增强,流场平均流速增大,空化强度增大,空化周期减小,当折弯角为85°时流场空化结构不再发生周期性变化。随着清洗器直径的增大,清洗器与管道之间的缝隙减小,清洗器入口位置压力损失增加,流动阻力增大,空化强度减弱,空化周期减小。（3）使用双向流固耦合方法对清洗器进行流固耦合数值模拟分析,研究清洗器在工作时的变形及其对流场的影响。研究结果表明:清洗器的受力情况与一端固定一端绞支的简支梁相似,其最大变形位置位于距离清洗器入口位置约1/3处,最大应力位于清洗器底部。清洗器发生弹性变形,使得清洗器的过流面积减小,节流效果增强,其空化区域较未变形前明显增大,其中以靠近管壁位置的2区变化最为明显。同时分析了入口压力和叶片厚度、折弯角等结构参数对流固耦合的影响。研究结果表明:在不同压力下清洗器的变形趋势基本一致,变形量与入口压力成线性关系,变形能有效增强清洗器的空化能力。清洗器的变形量随叶片厚度的增大而减小,流场的空化能力随叶片厚度的增大而增大,在更大的工作压力时必须综合考虑这两种趋势;折弯角越大,清洗器结构的弹性随之增大,变形量随折弯角的增大而减小,清洗器的空化性能随折弯角的增大有明显提高,较大的折弯角有利于提高清洗器的空化性能,但过大的折弯角会使清洗器在管道中的通过能力下降,降低在复杂管道中的适应性,更易发生卡死现象。采用冲蚀法对空化射流清洗效果进行试验。通过将打磨抛光后的样件置于空化区域进行冲蚀破坏,并将冲蚀后的样件进行表面形貌检测。结果表明:随着工作压力的增大,样件的表面形貌发生明显改变,表面凹坑数量增多,表面平均高度和粗糙度增大,说明随着压力的增大,空化泡的破坏能力增强,间接证明了清洗器的空化强度在增强。
王铭[7]（2020）在《考虑热力学效应的空化模型修正及其应用》文中提出空化是指液体在流动过程中局部压力低于当地饱和蒸汽压而发生汽化的现象。液体汽化吸收汽化潜热,导致汽液两相间形成温度差,这种温差影响汽泡的生成和发展,即空化热力学效应。在液体火箭发动机涡轮泵设计中,由于低温试验开展困难,国内目前仍采用水介质下的常规方法设计和试验,无法准确预测实际流动状态和汽蚀性能。因此掌握水和液氢空化流动数值计算方法,建立液氢与水空化特性间的定性定量关系,对空化仿真技术发展及氢诱导轮设计水平提高具有重要的工程意义和实际应用价值。本文主要以Cervone空化试验数据为依据,以NACA0015翼型为研究对象,在考虑热力学效应条件下研究空不同空化模型在水和液氢空化流动中的适用性以及温度和流动参数对水和液氢空化流动的影响。基于单空泡热平衡和温度边界层傅里叶定律以及基于两相间热平衡和B因子理论分别建立了热力学效应对空泡半径和当地饱和蒸汽压修正的方法。应用CEL语言对CFX软件进行二次开发,对应用最广的Zwart模型进行热力学效应修正。通过对比343.15K水绕NACA0015翼型空化流动计算结果与试验数据,验证了两种修正方法的有效性和一致性。鉴于第一种方法仅适用于空化源项中含有空泡半径变化率的模型,因此本文选择第二种方法开展不同空化模型修正。以NACA0015翼型为研究对象,分析了热力学效应修正的Zwart、Merkle、Kunz、Schnerr-Sauer四种空化模型在水空化流动中的适用性。以Hord液氢试验为依据,以Hord试验翼型为研究对象,在考虑热力学效应条件下,分析了上述四种空化模型在液氢中的适用性,结果表明,仅Kunz模型能够预测液氢空化流动,依据Hord液氢试验数据,修正了Zwart、Merkle、Schnerr-Sauer空化模型经验系数,分析了系数修正Zwart、Merkle、Schnerr-Sauer及原系数Kunz模型在液氢空化流动中差异,并与各模型在水中的适用性进行了对比分析。Merkle空化模型在水空化流动中计算误差最小,且计算效率最高,适用性最强。在液氢空化流动中压力计算误差稍大于Kunz模型但也具有很好地适用性。Kunz模型不适用于水空化流动计算,但在液氢空化流动计算中计算误差最小,计算效率较高,适用性最强。Zwart模型在水空化流动中适用性较强,但在液氢空化流动中过度预测空化程度,计算误差最大,计算效率最低,适用性最差。Schnerr-Sauer模型在水空化流动中计算误差最大且耗时较长,适用性最差,在液氢空化流动中温度计算误差较大,适用性较差。选用在水和液氢空化流动中适用性均较好的Merkle模型,以NACA0015翼型为研究对象,分别开展水和液氢的空化流动计算,分析了温度、流动参数、热力学效应对液氢和水的空化流动影响的差异。结果表明,当温度变化较小时,入口空化数可近似表征流场空化程度,且两介质中各参数随空化数变化规律相似。随流体温度升高,热力学效应增强,且液氢与高温水空化流动更为接近,在空化流动中呈现出更为明显的热力学抑制效应。
王子豪[8]（2020）在《绕水翼局部空化流动演变机理及通气影响数值计算研究》文中研究表明空化流动是一种伴随着相变、湍流等非定常特征的多尺度空泡复杂流动。局部空化流动过程的非定常性是导致螺旋桨空蚀、噪声以及水力机械振动等问题出现的主要原因。向空化流场通入不可凝结气体有望改善空化流动的负面效应。因此,掌握局部空化流动演化机理以及非定常空化流动的改善机制对解决空化的负面影响具有重要的理论意义和实际应用价值。本文采用理论分析和数值计算相结合的方法,开展绕水翼局部空化流动演变机理及通气影响研究。首先,基于均质平衡流理论,利用流体域体积方法（VOF）模拟气液交界面,采用大涡模拟方法求解湍流流动,使用Schnerr-Sauer空化模型模拟空化相变过程,从而建立了非定常空化流动的数值计算模型。通过将数值模拟结果与已有的试验结果分别进行空泡形态与压力波动的对比,验证数值方法的有效性。其次,基于所建立的数值计算模型,采用NACA0015水翼模型作为研究对象,对局部自然空化流动的演变机理进行深入研究。通过空泡形态、压力波动、速度场等特性,重点分析冲击波机制下空化流场的演化规律,深入探讨冲击波的生成机制及演化规律。通过空化流场周期性流动特征和流体动力特性,研究空化数对局部自然空化演变机理的影响规律。此外,为探究通气对局部空化流动演化机理影响,通过在NACA0015水翼前缘设置通气缝,开展通气条件下绕水翼空化流动演化特性数值计算。通过探讨空泡形态、压力脉动、速度场以及涡旋结构等参量的特性,重点分析通气对冲击波演化机制的影响。最后,为探究通气对空化流场负面影响的改善,以NACA66水翼模型作为研究对象,进行自然空化与通气空化的预报和对比。通过对比分析压力载荷和空化流场的非定常特性以及水翼尾流场的湍流度与湍流积分尺度,评价通气对空化流场压力载荷、速度脉动以及涡旋尺度的改善效果。
张庆典[9]（2020）在《水翼表面射流抑制空化机理研究》文中提出空化作为叶轮机械中普遍发生的水动力现象,涉及到多相流、非定常、湍流、可压缩、相变和相间质量传递等复杂的流体力学过程。空化会造成叶轮机械的动力性能下降、振动、噪声和疲劳损坏,使得人们不得不关注这一复杂的流体力学过程,研究空化的抑制方法。本文基于主动控制的策略,对叶轮机械的水翼叶片（NACA66翼型）的吸力面开孔并进行射流,采用实验与数值模拟相结合的方法,研究了流场的空化发生机理和该方案的抑制机理。因此,本文的结果对绕流流场的掺混机理研究和泵叶片优化设计具有重要的指导意义。全文的主要结论如下:采用实验研究了流场发生片状空化和云状空化时的具体空化形态及演变过程。云空化的空腔具有非定常的演化特性。伴随着附着型空腔的生长和回缩,游离型空腔具有脱落、翻卷和溃灭的动力学行为。两者之间的灰度的差异显示了汽相体积分数具有较大的不同。而射流之后,云空化的非定常发展受到抑制,空腔面积和空腔的脱落规模有所减小。为了揭示抑制机理,采用粒子图像测速技术对流场的速度分布进行研究,发现射流后的流场在射流孔附近的湍流脉动强度有所减小,这使得整个流场的稳定性有所提高。本文基于实验结果,进一步开展了叶片流场的二维及三维的数值模拟。首先模拟了基于同一无量纲准则数σ/2α情况下攻角变化时的空穴脱落特性。发现了在大攻角情况下,存在着较大规模的流动分离,回射流与回流对空化流场的影响非常剧烈。因此,对大攻角情况下边界层的分离特性展开研究,发现水翼前缘存在着由于绕流而导致的剪切作用;而水翼尾缘则存在着翼尖涡,由于吸力面与压力面的压差,流体从下表面形成小范围的分离流动;回射流冲击翼型前缘导致边界层外围轮廓线的突然跃升;而在采用射流之后,射流孔附近射流对回射流形成剪切和阻挡,边界层外围轮廓线保持稳定,整个流场也趋于稳定。而三维空化流场的速度分离具有回射流和侧向射流两种形式。射流对于流场流动分离的影响,不仅在于其削弱了回射流的强度,阻挡了回射流的推进,也在于其对侧向回流产生了消除或部分消除的作用。因此,空腔具有展向方向上的对称性。涡流主导着空腔的非定常演化的动力学行为。采用基于Q准则和λ2准则的涡流识别方法对流场的涡结构进行了相关研究。发现射流可以改变了流场中空穴的脱落地点和方式。射流使流场低压区的小涡以直接耗散的方式为边界层提供了能量;同时避免了尾缘出现大规模的大涡溃灭。
程怀玉[10]（2020）在《叶顶间隙泄漏涡空化流动特性及其控制研究》文中研究说明叶顶间隙泄漏涡空化是一种在轴流式水力机械中常见的空化形式,不但会导致水力机械性能的下降,还会显着增强结构的振动、噪声及空蚀,严重威胁水力机械及系统的安全。为此,本文以NACA0009水翼为研究对象,针对目前叶顶间隙泄漏涡空化流动中的关键科学问题,综合利用数值计算、实验观测、理论分析等研究方法,较为系统地研究了叶顶间隙泄漏涡的演化、空化流动特性及其控制方法。本文的主要研究内容及创新性成果如下:（1）提出了一个考虑气核效应的欧拉-拉格朗日耦合空化模型。该模型利用DPM模型对水体中的不可凝结气体进行追踪,发现了在间隙涡空化流动中特有的气核富集现象,并以此获得流场中不可凝结气体的分布。在此基础上,运用气体状态方程及气体分压定理,细致考虑了涡心处不可凝结气体对旋涡空化过程的影响,对其进行了定量评估,并将该影响考虑到相间质量输运方程之中,形成了一个考虑气核效应的欧拉-拉格朗日新空化模型。结果表明,新空化模型对梢涡空化、叶顶间隙泄漏涡（Tip-Leakage Vortex,TLV）空化均能进行很好的预报,显着提高了旋涡空化的预报精度,可为今后此类流动的数值研究提供有力支持;（2）细致分析了无空化时叶顶间隙泄漏涡流场的演变特性与流动机制。结果表明:（1）间隙的大小会对叶顶间隙泄漏涡在空间上的发展阶段产生显着的影响。当间隙较大时,壁面的影响较小,此时TLV整个发展阶段在空间上可以依次划分为生长阶段、融合阶段以及粘性耗散阶段;随着间隙的逐渐减小,壁面的影响逐渐显现,整个发展阶段可以划分为生长阶段、融合阶段、诱导涡耗散阶段;随着间隙的进一步减小,壁面的影响更为显着,在间隙区域就可以观察到明显的诱导涡,整个发展阶段可以划分为生长阶段、融合阶段、诱导涡耗散阶段以及摩擦耗散阶段;（2）TLV半径的同时受到其强度及水翼边界层厚度的影响。本文在实验及数值模拟结果的基础上,结合旋涡融合过程的特点,提出了一个新的TLV半径的预报公式。该公式在考虑边界层对旋涡半径影响的基础上,首次考虑了旋涡强度对旋涡半径的贡献,更为全面地反映了TLV半径的影响因素;（3）TLV的强度是影响其空化的关键因素。为此,本文直接从牛顿第二定理出发,推导建立了TLV理想强度与水翼负载在展向上变化的本质关联。在此基础上,细致分析了不同间隙大小下TLV的各个发展阶段对其强度的影响,并将其进行模化,构建了一个TLV强度的半经验性预报框架,成功对本文算例中的TLV强度进行了预报,为今后TLV强度的预报提供了重要参考;（4）本文还研究了TLV涡心处气核浓度的变化规律。结果表明,TLV涡心处存在明显的不可凝结气体富集现象,且其浓度与TLV的强度高度相关,TLV强度越大,涡心处的不可凝结气体浓度越大;（3）在以上工作的基础上,本文提出了一个TLV空化的新空化数σv。传统的空化数未能考虑旋涡强度、半径以及不可凝结气体对旋涡空化的影响。为此,本文提出了一个综合考虑旋涡强度、半径以及不可凝结气体对旋涡空化影响的新空化数σv。与实验结果的对比表明,该空化数可以更为准确地反映旋涡空化的流动状态。基于该空化数,本文深入分析了3个典型间隙大小下叶顶间隙泄漏涡流动中空化过程与当地流动的相互作用机制。结果表明:（1）空化发生后,TLV的强度主要受片空化演变行为的影响,TLV空化对其自身强度的影响较小。一般而言,间隙越小,片空化越不稳定,TLV的强度也会呈现相应的准周期性波动。随着间隙的逐渐增大,片空化强度逐渐减小,其不稳定性也逐步减弱,TLV强度逐渐恢复至无空化时的水平,其波动也会逐渐减小;（2）空化对涡心处气核分布会产生较为明显的影响,其影响程度取决于空化发生后TLV在空间上的稳定性以及TLV空化的强度。TLV本身越稳定,TLV空化强度越低,空化对涡心处气核分布的影响就越小;反之,则有可能显着改变涡心处气核的浓度分布情况;（3）空化的发生会显着影响TLV的半径。空化发生后,TLV半径会在一定程度上增大,且在空化区域外围形成“类刚体旋转”的切向速度分布特性,其形成原因主要是空化生长引起的膨胀过程以及流动的粘性作用;（4）空化的发生还会显着改变当地的涡量、湍动能分布。基于涡量输运方程的分析表明,空化的生长过程是空化涡内部涡量持续减小的原因;而基于湍动能输运方程的讨论则表明,湍动能的输运项是空化涡内部高湍动能的主要原因;（5）边界层可在一定程度上削弱TLV空化的强度,边界层越厚,其对TLV空化的抑制作用越显着。该研究表明,增大边界层厚度可以削弱叶顶间隙分离涡,进而对间隙空化产生一定的抑制作用。（4）提出了一个在较大间隙范围内均能产生理想效果的被动式TLV空化抑制装置-悬臂式沟槽空化抑制器,并阐释了其具体作用机制。结果表明,该装置较好地结合了反空化凸缘（裙边）和传统沟槽处理的优点,在较大的间隙范围内均能对叶顶间隙泄漏涡空化产生理想的抑制效果。在此基础上,本文利用试验手段,对其关键参数进行了优化设计。基于数值模拟结果,本文还进一步分析了该装置对叶顶间隙泄漏涡空化的具体抑制机制。结果表明,对于小间隙而言,该装置可显着加快TSV的耗散,削弱TLV的环量,进而抑制叶顶间隙泄漏涡空化;对于中等间隙及大间隙而言,该装置会阻碍TLV和TSV的融合过程,增大融合后TLV的半径,进而减小涡心处的压力下降,抑制叶顶间隙泄漏涡空化的发生。在各个间隙大小情况下,该装置均能有效地抑制叶顶间隙泄漏涡空化,是一种在工程实践中非常具有潜力的叶顶间隙泄漏涡空化抑制装置。
二、ON THE PARTIALLY CAVITATING FLOW AROUND TWO-DIMENSIONAL HYDROFOILS（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、ON THE PARTIALLY CAVITATING FLOW AROUND TWO-DIMENSIONAL HYDROFOILS（论文提纲范文）
（2）空泡船潜体非定常多相流及水动力性能时空特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高速船研究现状 |
| 1.2.2 空化流动及近自由液面相互作用国内外研究现状 |
| 1.2.3 近自由液面空化现象数值求解方法国内外研究现状 |
| 1.2.4 研究现状简析 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 2.近自由面水翼空化多相流体动力特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值模型及验证 |
| 2.3 自由液面对动态空泡演化和流体动力学载荷的影响 |
| 2.4 基于动力学模态分解方法(DMD)的流动结构分析 |
| 2.4.1 动力学模态分解方法简介 |
| 2.4.2 有无自由液面工况下的动力学模态结果 |
| 2.5 自由液面与水翼空化在不同深度下的相互作用机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 3.近自由面水翼尖端泄漏涡空化流动特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值模型及验证 |
| 3.3 自由液面对TLV空化动力学的影响 |
| 3.4 自由液面对TLV涡结构的影响 |
| 3.5 基于DMD方法的近自由液面TLV流动结构分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4.无自由液面下前置螺旋桨与通气潜体耦合效应评估研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值模型及验证 |
| 4.3 通气空泡时空演化与流场水动力特性 |
| 4.4 流域速度场的分布特性 |
| 4.5 涡结构演化特性 |
| 4.6 涡心点附近的流场特性分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5.近自由液面下前置螺旋桨与通气潜体耦合效应评估研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值模型及验证 |
| 5.3 自由液面对空泡形态与潜体水动力性能的影响 |
| 5.4 自由液面对速度场分布特性的影响 |
| 5.5 自由液面对涡结构演化特性的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6.空泡船整船水动力性能与流场时空特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数值模型及验证 |
| 6.3 空泡船波浪条件下运动响应特性分析 |
| 6.4 通气对空泡船运动响应特性影响分析 |
| 6.5 空泡船波浪条件下的水动力性能分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）射流控制参数对空化流动控制的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 空化现象的认知 |
| 1.2.2 空化数值计算研究现状 |
| 1.2.3 空化控制方法研究 |
| 1.2.4 流体结构参数优化研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 2 绕水翼空化流动数值计算方法 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 空化数值模型 |
| 2.2.1 空化理论 |
| 2.2.2 Schnerr-Sauer空化模型模型 |
| 2.2.3 Zwart-Gerber-Belamri空化模型 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.3.1 单方程模型 |
| 2.3.2 二方程模型 |
| 2.3.3 标准k-ε模型的改进模型 |
| 2.4 数值方法验证 |
| 2.4.1 模型及网格划分 |
| 2.4.2 数值模型的选取 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 射流参数对水翼空化控制的影响 |
| 3.1 单因素下射流水翼空化的实验研究 |
| 3.1.1 实验研究方案 |
| 3.1.2 实验误差及数据处理方法 |
| 3.1.3 实验结果分析 |
| 3.2 多参数下的正交实验设计 |
| 3.2.1 正交设计的意义 |
| 3.2.2 正交表的确定 |
| 3.2.3 正交设计结果分析 |
| 3.2.4 正交设计方案与原始方案的对比 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 最佳参数组合水翼的空化抑制机理研究 |
| 4.1 射流对水翼空化性能的影响 |
| 4.1.1 绕原始水翼空化流动特点 |
| 4.1.2 绕H_(opt)水翼空化流动特点 |
| 4.2 射流对水翼水动力学性能的影响 |
| 4.2.1 空泡与涡之间的相互作用 |
| 4.2.2 空化流动中的涡结构识别 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）热敏流体可压缩空化流及动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 热敏空化流动的实验研究 |
| 1.2.2 热敏空化流动的数值模拟研究 |
| 1.2.3 空化流动的可压缩性研究 |
| 1.2.4 空化流动的升阻力研究 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 可压缩热敏空化数值计算方法 |
| 2.1 基本控制方程 |
| 2.2 汽液两相状态方程 |
| 2.2.1 汽相状态方程 |
| 2.2.2 液相状态方程 |
| 2.2.3 混合密度方程 |
| 2.3 空化模型 |
| 2.3.1 Zwart空化模型 |
| 2.3.2 热效应修正的Zwart空化模型 |
| 2.4 湍流模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 热敏空化流动的可压缩性与热效应分析 |
| 3.1 二维非定常液氮空化流数值模拟 |
| 3.1.1 计算域及网格 |
| 3.1.2 计算方法的有效性验证及精确度对比 |
| 3.1.3 二维水翼与回转体的可压缩性与热效应分析 |
| 3.2 氟化酮绕三维水翼非定常空化流数值模拟 |
| 3.2.1 计算模型与网格及验证 |
| 3.2.2 三维水翼空化的可压缩性和热效应分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 热敏空化流及动力学特性分析 |
| 4.1 氟化酮绕水翼非定常空化流动特性分析 |
| 4.1.1 空腔演变特性分析 |
| 4.1.2 旋涡结构特性分析 |
| 4.2 氟化酮绕水翼非定常空化流动力学分析 |
| 4.2.1 升阻力特性分析 |
| 4.2.2 力元特性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（5）液氮空化热效应与脱落特性的模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 低温流体空化现象 |
| 1.1.2 低温流体空化特性 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 空化数值模型 |
| 1.2.2 空化湍流模型 |
| 1.2.3 低温流体空化热效应数值研究 |
| 1.2.4 低温流体空化实验 |
| 1.3 研究内容 |
| 2 液氮空化数值模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.3 空化模型:SCHNERR–SAUER模型 |
| 2.4 湍流模型:二维网格-Realizable k-ε 模型 |
| 2.5 湍流模型:三维网格-LES大涡模拟 |
| 2.6 数值模型验证 |
| 2.6.1 几何建模与网格 |
| 2.6.2 计算框架 |
| 2.6.3 结果分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 液氮空化热效应与回射流脱落机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 几何模型 |
| 3.3 网格划分和无关性验证 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.4.1 周期性和不稳定的空化现象 |
| 3.4.2 空化-涡流相互作用分析 |
| 3.4.3 热效应影响液氮空化的原因分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 渐缩渐扩管液氮空化可视化实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 可视化实验装置介绍 |
| 4.3 实验测量设备 |
| 4.3.1 温度测量 |
| 4.3.2 压力测量 |
| 4.3.3 流量测量 |
| 4.3.4 速度测量 |
| 4.3.5 高速摄影仪 |
| 4.3.6 高频率数据采集系统 |
| 4.3.7 测量系统小结 |
| 4.4 三维文氏管实验结果 |
| 4.4.1 非稳态空化脱落过程 |
| 4.4.2 空化数与热效应 |
| 4.4.3 数值模拟结果 |
| 4.5 二维渐缩渐扩管实验结果 |
| 4.5.1 测量工况和点位 |
| 4.5.2 测量结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 全文总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
（6）管道空化清洗器非定常流场特性及流固耦合研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 空化研究现状 |
| 1.2.2 空化现象中的流固耦合研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 清洗器简化模型非定常空化流场特性分析 |
| 2.1 流体动力学基本理论 |
| 2.1.1 流体力学控制方程 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.2 计算模型及边界条件 |
| 2.2.1 流场模型和网格划分 |
| 2.2.2 网格无关性验证 |
| 2.2.3 边界条件设置 |
| 2.2.4 离散和求解方法 |
| 2.3 计算结果分析 |
| 2.3.1 空化结构周期特性分析 |
| 2.3.2 清洗器流场速度分析 |
| 2.3.3 流场压力脉动及频率分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 流场非定常空化特性影响因素分析 |
| 3.1 入口压力对清洗器流场非定常空化特性影响分析 |
| 3.1.1 入口压力对空化结构演化及周期性影响分析 |
| 3.1.2 入口压力对速度和压力分布影响分析 |
| 3.2 折弯角对清洗器流场非定常空化特性影响分析 |
| 3.2.1 折弯角对空化结构演化及周期性影响分析 |
| 3.2.2 折弯角对空化流动速度和压力分布影响分析 |
| 3.3 清洗器直径对清洗器流场非定常空化特性影响分析 |
| 3.3.1 清洗器直径对空化结构演化及周期性影响分析 |
| 3.3.2 清洗器直径对空化流动速度和压力分布影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 管道空化清洗器流固耦合数值模拟分析 |
| 4.1 流固耦合基本理论 |
| 4.1.1 流固耦合控制方程 |
| 4.1.2 流固耦合求解方法 |
| 4.2 流固耦合模型及边界条件设定 |
| 4.2.1 模型及网格划分 |
| 4.2.2 网格无关性验证 |
| 4.2.3 边界条件设置和求解方法 |
| 4.3 计算结果分析 |
| 4.3.1 清洗器结构变形分析 |
| 4.3.2 流固耦合流场特性分析 |
| 4.4 压力对清洗器流固耦合影响分析 |
| 4.5 叶片厚度对清洗器流固耦合影响分析 |
| 4.6 折弯角对清洗器流固耦合影响分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 空化射流清洗器冲蚀试验 |
| 5.1 试验原理及设备 |
| 5.1.1 试验原理 |
| 5.1.2 试验设备 |
| 5.2 试验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（7）考虑热力学效应的空化模型修正及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 理论研究 |
| 1.2.2 试验研究 |
| 1.2.3 数值模拟研究 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.4.1 课题目标 |
| 1.4.2 研究对象和研究思路 |
| 1.4.3 论文主要内容 |
| 2 理论基础及数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本控制方程 |
| 2.3 空化模型 |
| 2.3.1 Zwart空化模型 |
| 2.3.2 Merkle空化模型 |
| 2.3.3 Kunz空化模型 |
| 2.3.4 Schnerr-Sauer空化模型 |
| 2.4 热力学效应修正方法 |
| 2.4.1 基于B因子法则的热力学效应修正方法 |
| 2.4.2 基于边界层傅里叶定律的热力学效修正方法 |
| 2.5 物性参数修正 |
| 2.6 湍动能对空化的影响 |
| 2.7 空化模型的修正 |
| 2.7.1 基于B因子方法修正的Zwart空化模型 |
| 2.7.2 基于傅里叶定律修正的Zwart空化模型 |
| 2.8 湍流模型 |
| 2.9 壁面函数 |
| 2.10 CFX软件二次开发 |
| 2.11 本章小结 |
| 3 考虑热力学效应的空化模型在水空化流动中的应用评价 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物理模型及参数设置 |
| 3.3 网格划分及无关性验证 |
| 3.4 热力学效应修正方法对比分析 |
| 3.5 不同空化模型预测水绕翼型空化流动对比分析 |
| 3.5.1 不同空化模型适用性分析 |
| 3.5.2 不同空化模型预测水绕翼型空化流动对比分析 |
| 3.5.2.1 不同空化模型温度热敏感性分析 |
| 3.5.2.2 不同空化模型模拟准确性分析 |
| 3.5.2.3 不同空化模型收敛性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 考虑热力学效应修正空化模型在液氢空化流动中的应用评价 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 物理模型及参数设置 |
| 4.3 计算工况及网格划分 |
| 4.3.1 计算工况 |
| 4.3.2 网格划分 |
| 4.4 不同空化模型适用性分析 |
| 4.5 空化模型经验系数修正 |
| 4.5.1 Zwart模型经验系数修正 |
| 4.6 Schnerr-Sauer空化模型空泡密度修正研究 |
| 4.7 Merkle空化模型经验系数修正研究 |
| 4.8 不同空化模型在液氢空化流动中的应用评价 |
| 4.8.1 不同空化模型在液氢空化流动中的温度热敏感性差异分析 |
| 4.8.2 不同空化模型的模拟准确性分析 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 不同温度水空化流动特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值计算方法 |
| 5.3 不同温度水空化流动热力学效应差异 |
| 5.3.1 压力分布特性分析 |
| 5.3.2 空化长度、空泡形态及汽相体积分数对比分析 |
| 5.3.3 温度分布特性分析 |
| 5.3.4 质量传输特性分析 |
| 5.4 流动参数对水空化特性影响分析 |
| 5.4.1 出口压强对水空化流动的影响分析 |
| 5.4.2 入口速度对水空化流动影响分析 |
| 5.5 来流温度微小变化对水空化流动的影响分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 液氢空化流动特性分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数值模拟方法 |
| 6.3 不同温度液氢间空化热力学效应差异分析 |
| 6.3.1 压力分布特性 |
| 6.3.2 空化长度、空泡形态及汽相体积分数分布特性 |
| 6.3.3 温度分布特性 |
| 6.3.4 质量传输特性 |
| 6.4 流动参数对液氢空化流动影响分析 |
| 6.4.1 出口压强对液氢空化流动的影响分析 |
| 6.4.2 入口速度对水空化流动影响分析 |
| 6.5 温度微小变化对液氢空化流动影响分析 |
| 6.6 液氢与水间空化特性对比分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）绕水翼局部空化流动演变机理及通气影响数值计算研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 局部非定常空化演变机理研究 |
| 1.2.2 通气局部非定常空化演变机理研究 |
| 1.2.3 国内外研究现状简析 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 空化流动数值计算方法及验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本控制方程 |
| 2.3 VOF模型 |
| 2.4 大涡模拟方法 |
| 2.5 空化模型 |
| 2.6 数值模型及验证 |
| 2.6.1 计算域及网格划分 |
| 2.6.2 数值方法的有效性验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 局部自然空化演变机理及空化数影响分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值模型 |
| 3.3 局部自然空化演变机理的空化特性分析 |
| 3.3.1 第一阶段(回射流) |
| 3.3.2 第二阶段(凝结冲击) |
| 3.3.3 第三阶段(高压冲击) |
| 3.4 冲击波的生成机制及分析 |
| 3.4.1 冲击波的生成机制 |
| 3.4.2 冲击波的性质与速度 |
| 3.5 空化数对局部空化演变机理的影响 |
| 3.5.1 空化数σ=1.26 |
| 3.5.2 空化数σ=1.45 |
| 3.5.3 空化数σ=2.00 |
| 3.5.4 空化数σ=2.60 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 通气对局部空化流动演变机理影响分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值模型 |
| 4.3 通气对局部空化演变机理的空化特性分析 |
| 4.3.1 第一阶段(回射流) |
| 4.3.2 第二阶段(凝结冲击) |
| 4.3.3 第三阶段(高压冲击) |
| 4.3.4 通气空化下冲击波的性质与速度 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 通气对局部自然空化流场演化和载荷特性影响分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值模型 |
| 5.3 空泡形态和压力波动的演变 |
| 5.4 自然空化与通气空化的涡旋结构特性 |
| 5.5 自然空化与通气空化的涡量动力学特性 |
| 5.6 通气对水翼尾流区域的湍流改善分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）水翼表面射流抑制空化机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 空化现象的研究现状 |
| 1.2.1 空化现象的认知历程 |
| 1.2.2 空化发展与脱落机制 |
| 1.2.3 空化发展与湍流行为 |
| 1.2.4 空化发展与涡动力学行为 |
| 1.2.5 空化抑制方案研究现状 |
| 1.3 本文研究思路 |
| 2 实验和数值研究方案 |
| 2.1 实验研究方案 |
| 2.1.1 实验水翼模型 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.1.3 实验参数 |
| 2.1.4 实验误差分析 |
| 2.2 数值计算方法 |
| 2.2.1 空化模型选取方案 |
| 2.2.2 湍流模型选取方案 |
| 2.2.3 数值模型验证 |
| 3 绕二维水翼的空化流场研究 |
| 3.1 空化的非定常准周期特性 |
| 3.2 攻角变化与边界层分离特性 |
| 3.3 二维流场简化分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 绕三维水翼的空化流场研究 |
| 4.1 三维空化流场的实验研究 |
| 4.1.1 射流抑制空化的适用性分析 |
| 4.1.2 射流对流场湍流脉动的影响 |
| 4.2 三维空化流场的数值模拟研究 |
| 4.2.1 空腔与回射流的掺混效应 |
| 4.2.2 三维流场边界层分离特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 空化流场的涡流分析 |
| 5.1 涡流识别方案准则 |
| 5.2 空穴的涡动力学行为 |
| 5.3 射流对流场涡结构的影响 |
| 5.4 流场涡结构的简化分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）叶顶间隙泄漏涡空化流动特性及其控制研究（论文提纲范文）
| 论文创新点 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 研究对象的演变脉络 |
| 1.2.2 相关问题的研究进展 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验与数值模拟方法 |
| 2.1 NACA0009 水翼 |
| 2.2 试验设备与方法 |
| 2.2.1 空化水洞简介 |
| 2.2.2 空化图像采集装置 |
| 2.2.3 LDV测量装置 |
| 2.2.4 力(矩)测量系统 |
| 2.3 试验内容及试验流程 |
| 2.3.1 边界层厚度对叶顶间隙泄漏涡空化的影响研究 |
| 2.3.2 叶顶间隙涡空化的抑制策略研究 |
| 2.4 数值方法及设置 |
| 2.4.1 控制方程及LES方法 |
| 2.4.2 Schnerr-Sauer空化模型 |
| 2.4.3 计算域及模拟设置 |
| 2.4.4 无空化流动网格划分及网格无关性分析 |
| 2.4.5 LES空化流动网格划分及结果可靠性分析 |
| 2.5 数值模拟的算例汇总 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 考虑气核效应的欧拉-拉格朗日空化模型 |
| 3.1 原始S-S空化模型在TLV空化中的适用性 |
| 3.2 椭圆翼梢涡空化流动 |
| 3.2.1 计算域及计算设置 |
| 3.2.2 网格生成及细化 |
| 3.3 原始S-S空化模型对梢涡空化的预报 |
| 3.3.1 无空化条件下梢涡特性 |
| 3.3.2 原始S-S空化模型预测的梢涡空化 |
| 3.4 不可凝结气体对梢涡空化的影响 |
| 3.5 考虑气核效应的欧拉-拉格朗日空化模型 |
| 3.6 新空化模型预测的椭圆翼梢涡空化 |
| 3.7 新空化模型预测的叶顶间隙泄漏涡空化 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 叶顶间隙泄漏涡流动特性 |
| 4.1 叶顶间隙泄漏涡的演变特性 |
| 4.1.1 叶顶间隙泄漏涡演变特性,τ=2.0 |
| 4.1.2 叶顶间隙泄漏涡演变特性,τ=0.7 |
| 4.1.3 叶顶间隙泄漏涡演变特性,τ=0.2 |
| 4.1.4 间隙范围的划分及其依据 |
| 4.2 常见涡拟合模型及其适用性评估 |
| 4.3 TLV强度的影响因素及其预报框架 |
| 4.3.1 TLV强度与水翼负载的本质关联 |
| 4.3.2 各间隙范围内的TLV强度预报方法 |
| 4.3.3 TLV强度预报框架及方法 |
| 4.4 TLV半径的影响因素及定量评估 |
| 4.4.1 TLV半径的影响因素 |
| 4.4.2 TLV半径的定量评估 |
| 4.5 TLV涡心处气核浓度的变化规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 叶顶间隙泄漏涡空化流动特性 |
| 5.1 针对旋涡空化流动的新空化数σ_v |
| 5.2 典型工况下TLV空化的演变特性 |
| 5.2.1 间隙大小对空化演变的影响 |
| 5.2.2 TLV空化的发展阶段及特点 |
| 5.3 空化对叶顶间隙泄漏涡的影响 |
| 5.3.1 空化对TLV强度的影响 |
| 5.3.2 空化对涡心气核分布的影响 |
| 5.3.3 空化对TLV半径的影响 |
| 5.4 空化对涡量分布的影响 |
| 5.5 空化对湍动能分布的影响 |
| 5.6 边界层对叶顶间隙泄漏涡空化的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 叶顶间隙泄漏涡空化控制方法及机理 |
| 6.1 悬臂式沟槽TLV空化抑制器 |
| 6.2 OHGs对叶顶间隙泄漏涡空化的抑制效果及优化设计 |
| 6.2.1 不同空化抑制装置的效果对比 |
| 6.2.2 OHGs装置结构参数的优化设计 |
| 6.2.3 最佳的OHGs参数组合 |
| 6.3 OHGs对叶顶间隙泄漏涡空化的抑制机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 本文工作展望 |
| 参考文献 |
| 符号表 |
| 攻读博士期间发表的科研成果 |
| 期刊论文 |
| 会议论文 |
| 专利、软件着作权 |
| 致谢 |
四、ON THE PARTIALLY CAVITATING FLOW AROUND TWO-DIMENSIONAL HYDROFOILS（论文参考文献）
- [1]表面活性减阻剂对绕水翼空化流动特性的影响研究[D]. 王顺. 哈尔滨工程大学, 2021
- [2]空泡船潜体非定常多相流及水动力性能时空特性研究[D]. 谢庆墨. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]射流控制参数对空化流动控制的影响研究[D]. 安昭阳. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]热敏流体可压缩空化流及动力学研究[D]. 沈唐骏. 浙江理工大学, 2021
- [5]液氮空化热效应与脱落特性的模拟与实验研究[D]. 王舜浩. 浙江大学, 2021(07)
- [6]管道空化清洗器非定常流场特性及流固耦合研究[D]. 史璐明. 大连海事大学, 2020(01)
- [7]考虑热力学效应的空化模型修正及其应用[D]. 王铭. 中国运载火箭技术研究院, 2020(02)
- [8]绕水翼局部空化流动演变机理及通气影响数值计算研究[D]. 王子豪. 大连理工大学, 2020(02)
- [9]水翼表面射流抑制空化机理研究[D]. 张庆典. 大连理工大学, 2020(02)
- [10]叶顶间隙泄漏涡空化流动特性及其控制研究[D]. 程怀玉. 武汉大学, 2020