排灌机械工程学报

作者：赵伟国, 李家豪, 杨良, 张栩

单位：1. 兰州理工大学能源与动力工程学院, 甘肃 兰州 730050; 2. 甘肃省流体机械及系统重点实验室, 甘肃 兰州 730050; 3. 兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室, 甘肃 兰州 730050

关键词：NACA0015翼型,空化,颗粒体积浓度,颗粒粒径,数值模拟

基金：国家自然科学基金资助项目(52169018);中央引导地方科技发展资金项目(23ZYQA0320);甘肃省教育厅产业支撑计划项目(2021CYZC-27)

为探究低体积浓度含沙条件对水翼空化特性的影响,采用修正的RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,基于离散相模型和Schnerr-Sauer空化模型对NACA0015水翼在低体积浓度粗颗粒含沙条件下的非定常空化绕流进行数值模拟,分析了不同体积浓度和不同粒径颗粒对水翼空化流场的影响,以揭示颗粒对空化发展的作用机理.研究结果表明:在同一粒径下增大颗粒体积浓度以及在同一体积浓度下增大颗粒粒径,水翼升力系数变化均为先增大后减小,固相对水翼的阻力系数影响较小,其中颗粒粒径对水翼的升阻比影响更大.与清水工况相比,含沙条件下水翼空泡脱落位置更靠近水翼前缘且脱落时间更短,随着颗粒体积浓度和粒径的增大,空泡体积先减小后增大,颗粒对空化发展的影响表现为先抑制后促进.清水及含沙条件下水翼空化柔度均在正负之间变化,其中颗粒体积浓度对水翼空化柔度影响较大,随着颗粒体积浓度的增大,空化柔度波动剧烈程度先增大后减小.

来源：2025年第9期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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