液氮超声空化CFD模拟及实验研究

摘要：

基于计算流体力学(CFD)和实验方法,研究频率为20kHz的超声波诱导的液氮空化特性.数值建模采用Mixture多相流模型,Singhal空化模型和Realizable k-ε湍流模型,并通过动网格方法实现边界正弦振荡来模拟超声波发生器界面.模拟计算获得超声空化结构的周期变化特性,与实验观察相比发现现象上一致性较好.基于数值结果,分析了超声影响区压力和温度等参数的变化特性;发现由于热效应,使得液氮超声空化相比水超声空化具有不同特性.模拟了振子振幅、超声频率及系统压力等参数对空化的影响特性,并提出超声波诱导的空化数表达式,结果证明空化数越小越容易发生空化.计算结果深入揭示了液氮超声空化机理.

关键词：计算流体力学、液氮、超声空化、气液两相流、动态建模、空化数

所属期刊栏目：72

分类号：O426.4(声学)

资助基金：国家自然科学基金项目;国家重点研发计划项目

在线出版日期：2021-05-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1930-1938