排灌机械工程学报

作者：洪锋, 郭泽霖, 袁喜, 刘书畅, 黄笛, 贾金平, 雷恩宏, 黄应平

单位：1. 三峡大学机械与动力学院, 湖北 宜昌 443002;2. 三峡库区生态环境教育部工程研究中心三峡大学, 湖北 宜昌 443002;3. 三峡大学水利与环境学院, 湖北 宜昌 443002;4. 上海交通大学环境科学与工程学院, 上海 200240

关键词：云空化,空泡动力学,Clark-Y水翼,大涡模拟,单向耦合

基金：中国南方电网有限责任公司重点科技项目(YNKJXM20220025);国家自然科学基金资助项目(52479084)

为了研究云空化周期性演变过程中的空泡动力学特性,基于均相流模型与离散相模型构建了一种单向耦合欧拉-拉格朗日思想的水力空化模拟方法,对空化数σ=0.8的二维Clark-Y水翼云空化流动进行了数值计算,得到了水翼瞬时升力系数变化及其表面云空化演变过程.通过求解球形空泡动力学方程,获取了该水翼云空化区内的空泡动力学演变规律.研究结果表明:该数值方法较好地模拟了水翼云空化内空泡的周期性行为;示踪粒子沿途压力的剧烈程度受空泡脱落与溃灭位置的影响;空泡内压与其所受流场压力有关,流场压力变化越剧烈,空泡内压幅值越高,其溃灭所释放的压力波也就越大,当空泡半径收缩至15.7 μm时其溃灭压强最大幅值可达69.800 MPa;空泡初始半径增大,空泡内压幅值随之减小,空泡形态变化基本稳定.文中研究方法可为大型水力机械中的球形空泡溃灭行为研究提供理论参考.

来源：2026年第2期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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