排灌机械工程学报

作者：洪锋, 邓煜阳, 邵哲闻, 刘书畅, 向可心, 雷恩宏, 张兆年, 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. 宜昌生态环境监测中心, 湖北 宜昌 443002

关键词：空化器,文丘里管,空化能量,湍流模型,数值模拟

基金：国家自然科学基金资助项目(22136003);三峡库区生态环境教育部工程研究中心(三峡大学)开放基金(KF2022-03,KF2023-01)

为了研究文丘里空化器内非定常空化流动诱导的能量特性,构建了一种评估空化能量指标的物理模型,并基于Wall-Adapting Local Eddy-Viscosity(WALE)亚格子模型的大涡模拟方法(LES-WALE)和Schnerr-Sauer空化模型,对文丘里空化器内的空化流动特性进行了数值分析,研究了3种空化阶段下(σ为0.76,0.51和0.26)文丘里空化器内空化能量分布规律.研究表明:LES-WALE湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型联合的数值计算方法可以对文丘里空化器内片状空化对称脱落及云空化溃灭的细节进行精确捕捉;随着空化数的降低,文丘里空化器内空化能量呈现范围及对应数值逐渐增大,在不同空化阶段下,计算域内空化能量的极值发生在片状空穴末端位置处;沿着整个文丘里空化器壁面,其喉部与扩散管连接处存在的空化能量最高,表明该处极易受到空化的破坏作用.研究结果为以文丘里空化器为典型代表的水力空化装置空化能量特性研究提供了一种有效的数值计算方法及能量评估指标.

来源：2024年第10期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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