液氮空化流动的实验和数值计算研究

摘要：

本文采用实验和数值计算相结合的方法针对低温液氮的空化流动特性进行了研究.本实验在低温介质空化流动测试平台中完成,采用高速全流场显示技术观测了温度为77.6 K的液氮在收缩-扩张管内的空穴形态并同步采集了流量和空穴内部的压力数据.分别采用LES湍流模型和基于密度比修正的DCM湍流模型数值模拟了液氮的非定常空化流动.实验结果表明:液氮空化流动的非定常特性显著,单次完整地脱落周期约为3 ms,空穴呈现模糊状且不易溃灭.由于热力学效应的影响,空穴内部的局部压力低于来流温度下的饱和蒸汽压.数值结果表明:两种湍流模型计算得到的时均压力分布和非定常空穴形态与实验结果吻合良好,均能较好的描述液氮空化流动过程中空穴的形态和空化变化的准周期特性.与LES湍流模型结果相比,DCM湍流模型计算得到的云状脱落空泡团尺寸较大,空穴界面更加清晰.LES计算得到的空穴形态比较模糊,与实验结果更加接近.

关键词：液氮、空化流动、热力学效应

所属期刊栏目：40

分类号：V211(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51479002

在线出版日期：2019-11-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2299-2304