排灌机械工程学报

作者：洪锋, 雷恩宏, 向可心, 邵哲闻, 袁喜, 贾金平, 应迪文, 黄应平

单位：1. 三峡大学机械与动力学院, 湖北 宜昌 443002; 2. 三峡大学三峡库区生态环境教育部工程研究中心, 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：近壁面单泡,无因次距离,空泡半径,空泡内容物,能量特性

基金：国家自然科学基金重点资助项目(22136003);湖北省教育厅科学技术研究计划青年人才项目(Q20211202)

为了研究近壁面单空泡形态变化及其引发的能量效应,建立了近壁面单空泡的数值模型,分析了无因次距离、空泡初始半径以及空泡内容物对近壁面空泡溃灭形态变化的影响,通过推导并求解空泡溃灭能量方程,得到了不同条件下水域动能及空泡势能随时间变化规律.结果表明:不同无因次距离、空泡初始半径以及空泡内容物下的近壁面空泡形态变化不同,无因次距离越小,空泡达到最大半径所需时间越长,而空泡初始半径对二者的影响呈相反规律.此外,空泡内容物气体的种类根据其不同的物理性质(溶解度、分子体积等)对空泡溃灭总时长有不同程度影响.水域动能随时间的变化规律基本相同,均呈现三段开口向下的抛物线;除空泡增长初阶段有微小波动外,空泡势能变化的总体趋势为先增大再减小,其中无因次距离的影响最小.文中研究方法将为近壁面空泡能量特性研究提供理论参考.

来源：2025年第5期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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