排灌机械工程学报

作者：赵伟国,*,刘金晶,张佳瑜,秦嘉伟

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

关键词：NACA0015翼型,仿生结构,结构参数,数值模拟,空化被动控制

基金：国家自然科学基金资助项目(52169018);甘肃省教育厅产业支撑计划项目(2021CYZC-27)

空化对流体机械表面造成高频脉动冲击,使其动力性能下降.为提高水翼的抗空化性能,研究水翼表面仿生结构参数对空化抑制效果的影响.采用SST-TM湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型,对不同参数仿生结构水翼的空化流场和水动力学特性进行了数值模拟研究.探究仿生结构的弦向位置、宽度、角度对空化效果的影响,初步揭示空化抑制机理.结果表明:当仿生结构的弦向位置为L=0.3c、宽度为b=0.15δmax、角度为θ=14°时抑制效果最明显,与原型水翼相比空泡数减少24%,水翼振动频率减小23%,升阻比提高4.73%,回射流厚度和强度明显减弱;随着仿生结构接近尾缘,吸力侧上的空化区先减小后增大,在空化充分发展的空腔末端设置仿生结构抑制效果最明显;存在最佳宽度参数使空泡体积数最少,最小压力系数增大明显,升阻比最大;仿生结构角度的增大能更好地增大水翼近壁面压力,同时也会引起旋涡的生成,加剧流场的不稳定性.

来源：2024年第7期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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