张博
,
王国玉
,
黄彪
,
张敏弟
工程热物理学报
采用实验的方法研究了栅中水翼的空化水动力特性.实验在空化水洞中完成,采用高速摄像技术观测了不同空化阶段的空穴形态,并测量了栅中水翼所受的升阻力.结果表明:在空化没有发生时,栅中水翼所受升阻力随雷诺数的增加而增大;当空化产生时,不同的雷诺数下栅中水翼空化动力特性随a/2a的变化趋势一致;在相同的雷诺数下,当4>σ/2α>2.8时,栅中水翼升力系数变化的频率基本不随σ/2α改变,最大空穴长度小于水翼弦长,此时St=0.11;当σ/2α<2.8时,栅中水翼升力系数变化的频率增加,对应的St=0.28.
关键词:
栅中水翼
,
空化
,
动力特性
张敏弟
,
郭善刚
,
邵峰
,
王国玉
工程热物理学报
本文采用高速全流场显示技术、片光源流动显示技术和应变式测力系统相结合研究了圆盘空化器模型的流场.结果表明:随着来流速度增加,绕圆盘流动经过无空化到初生空化的过渡过程后,出现了初生空化、带状空化和团状空化等不同空化阶段;绕圆盘流动阻力系数不断减小,出现了空化后阻力变化梯度降低;绕空化器的流场波动幅度不断加大,但空化器所受阻力主频基本稳定.
关键词:
空化流动
,
圆盘空化器
,
高速全流场显示技术
,
片光源流动显示技术
,
应变测力技术
张震
,
王国玉
,
刘淑艳
,
韩占忠
,
张敏弟
,
陈荣鑫
工程热物理学报
采用数值计算的方法,研究了轴流喷水推进器泵级模型的内部三维紊流流场和性能.计算针对泵级的进口到喷水推进器的出口进行,包括进水区域、叶轮、导流壳区域的泵级整个流道.采用结构网格对计算区域进行剖分,应用NUMECA软件对控制方程进行求解.选用Spalart-Allmaras一方程素流模型,使用时间推进法计算流场中的流动参数.并根据流场计算结果对泵级的流量-扬程特性和流量-效率特性进行了预测.计算与实验结果对比表明,二者取得了较好的一致,说明采用的计算方法具有较好的可信性及较高的计算精度.根据流场计算结果,对泵级的性能进行了分析.
关键词:
轴流泵级
,
三维素流流动
,
泵级特性
王国玉
,
吴炯杨
,
李向宾
,
史维
,
韩占忠
,
张敏弟
工程热物理学报
本文介绍了一种空化紊流流动的数值计算模型,并计算了射流放水阀内部的空化流动现象.该模型基于均相平衡模型和液相与汽相传输方程,基本方程采用N-S方程,空化模型采用Kunz等提出的汽液质量转换模型.紊流封闭采用标准的k-ε紊流模型;稳定流动计算采用扩展的SIMPLE压力修正方法,非稳定计算采用PISO算法.为评价该数值模型,计算了绕射流放水阀的空化流动,并与实验结果进行了对比,计算结果与实验结果取得较好的一致,说明该流动模型和计算方法是可靠的.
关键词:
空化紊流流动
,
数值计算
,
质量传输模型
张敏弟
,
王国玉
,
张建波
,
高德明
工程热物理学报
采用高速全流场显示技术和DPIV对空化水翼近壁处的空化云流动形态和运动机理进行了讨论.结果表明:绕Hydronautics翼型的空化云运动是一个准周期性过程:稳定空泡团初生在翼型前部,向翼型后部发展布满整个翼面,在翼型后缘出现汽泡团旋涡,伴随反向运动,最终向下游脱落.当前条件下空泡团旋涡脱落周期约为74 ms.空化区与主流区的交界面上存在较大的速度梯度,一组对涡出现在翼型尾部处交界面上.此外,采用以空泡为示踪粒子的DPIV能够对空化流动流速分布进行有效测量.
关键词:
空化
,
Hydronautics水翼
,
高速全流场显示技术
,
DPIV
李向宾
,
王国玉
,
张敏弟
,
鲁君瑞
工程热物理学报
为了解hydronautics超空化水翼的绕流流场特性,采用高速摄像机等流动显示设备,在空化水洞中针对此种超空化水翼进行了一系列绕流流场显示实验.实验结果表明,绕这种超空化水翼的空化形成与发展,均与产生于翼型前端(吸力面)和尾端(压力面)的旋涡或二者的结合体:空化涡街有关;空化数的大小,决定了空化涡街形成与溃灭的不同特征;当空化数较低时,涡街中空化旋涡的扩张形成了闭合的超空化区域.
关键词:
hydronautics超空化水翼
,
空化涡街
,
高速录像
张敏弟
,
王国玉
,
董子桥
,
李向宾
,
张博
,
高德明
工程热物理学报
采用高速全流场显示技术分别观测了绕超空化水翼和Clark-Y型水翼的云状空化.结果表明:绕超空化水翼和Clark-Y型水翼的云状空化具有相同的变化过程,即:生成、成长、膨胀、脱落和消失溃灭五种状态,两种空化云流动都具有明显的脱落周期和脱落轨迹.在翼型尾部存在的反方向射流,致使空化旋涡脱落;尽管模型尺度、来流速度和空化数基本相同,但由于超空化水翼与Clark-Y型水翼断面形状不同,使翼型尾部的反方向射流强度不同,故与来流相互作用强度不同,导致绕两种水翼的空化云脱落周期不同.在本文实验条件下,绕超空化水翼空化云和Clark-Y型水翼空化云的脱落频率分别为13.5 Hz和19 Hz.
关键词:
高速全流场显示技术
,
水翼
,
空化云
张敏弟
,
邵峰
,
郭善刚
,
王国玉
工程热物理学报
本文采用高速全流场显示技术和动态应变式测力系统相结合研究了绕圆盘空化器通气空化流动发展过程和动力特性,讨论了通气量对空化流场形态和阻力的影响。结果表明：随着雷诺数增加,绕空化器的通气空化流场经历了初生空化、带状空化、团状空化,阻力系数不断减小,未发生自然空化时,减阻效果明显;随着通气量增加,绕空化器通气空化流场出现了半透明空化和透明的超空化,阻力系数呈现增大的趋势,且增大梯度随通气量增加而增大。
关键词:
空化
,
通气空化
,
圆盘空化器
,
高速全流场显示技术
,
动态应变测力技术
张敏弟
,
邵峰
,
付细能
,
王国玉
工程热物理学报
本文采用高速全流场显示技术和动态应变式测力系统相结合对比了绕圆盘空化器自然空化流场与通气空化流场流动结构和影响因素。结果表明,自然空化和通气空化在流场形态上有着相同的发展过程：初生空化、带状空化、团状空化、半透明超空化和透明超空化;空化数是自然空化主要影响因素之一,通气量是通气空化主要影响因素之一。通气能够促进绕空化器空化流动发展程度。
关键词:
自然空化
,
通气空化
,
圆盘空化器
,
高速全流场显示技术
,
动态应变测力技术
黄旭
,
张敏弟
,
付细能
工程热物理学报
本文采用高速全流场显示技术观测了两种涂层对绕Clark-Y型水翼空化流动的影响.研究中,随着空化数的降低,主要观测了绕水翼的初生空化、片状空化、云状空化三个阶段.σ=1.50时,绕水翼A的空化流动已经发展至片状空化,绕水翼B的空化流动处于初生空化阶段.σ=1.19时,绕水翼A与水翼B空化流动均处于片状空化阶段,围绕两种模型的空穴长度接近,空泡破裂时形成了大量马蹄涡,水翼A表面的附着型锥状空穴产生了大尺度的涡团.σ=0.7时,绕水翼A和水翼B皆为云状空化阶段,绕水翼A的无量纲空化面积小于水翼B;反向射流导致大尺度涡团周期性脱落,绕水翼A的空化涡团脱落较为整齐,绕水翼B则产生分散的马蹄涡.
关键词:
空化
,
水翼
,
涂层
,
旋涡
