單流體變特性模型的空泡流數(shù)值模擬方法.pdf

1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文單流體變特性模型的空泡流數(shù)值模擬方法姓名：鄧麗梅申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：流體力學(xué)指導(dǎo)教師：魯傳敬;薛雷平2001.2.1壘墮! 墜曼! 占塑窒望奎蘭塑主蘭垡鯊塞T H E 舢R I C A L M E T H O DO FO N E - F L U I DS O L 、，E R 0 Fc A V I T A T I N GF L O WW I T HV A R I A B L EF I ⅢI D P R o P

2、E R T I E SA B S T R A C TC a v i t a t i o n i sa s p e c i a lp h e n o m e n o n t h a th a p p e n e d i nl i q u i dr e g i o n w h e r e t h eI o c a lp r e s s u r ei Sl e s st h a nt h es a t u r a t e dv a p o r

3、 p r e s s u r ea ta m b i e n t t e m p e r a t u r e ． N o i s e a n dc a v i t a t i o ne r o s i o nc a u s e db yc a v i t a t i o nh a v eb e e nr e c e i v e dm o r ea t t e n t i o ni nv a r i o u sf i e l d sT h

4、 e r ea r et w om e t h o d st o r e s e a r c hc a v i t a t i o n n u m e r i c a l l y ．T h e f i r s t e m p l o y sb o u n d a r ye l e m e n t —t y p em e t h o da n dt h es e c o n de m p l o y s t h et r e a t m

5、e n to f t h ew h o l ef i e l d T h es e c o n dm e t h o d i sr e l a t i v e l yn e w ．A n u m e r i c a lm e t h o de m p l o y e di nt h eW O r k i Sb a s e do n t h es e c o n dm e t h o d T h ep h e n o m e n o no

6、 f c a v i t a t i o n i st r e a t e da s t h ef l u i d e x i s t i n gi nt w op h a s e s ，t h el i q u i dp h a s e ( w a t e r ) a n dt h eg a s e o u sp h a s e ( v a p o r ) ．T h e s e p h a s e s c a n t r a n s

7、f o r mf r o mo n e t ot h eo t h e ri nt h ef l o w ，d e p e n d i n go nt h el o c a lc o n d i t i o n s ．T h ea l g o r i t h me m p l o y sao n e —f l u i d s o l v e r t h a t c a r l h a n d l e v a r i a b l e f

8、l u i d p r o p e r t i e s , a l o n g w i t h p r o p e r l yf o r m u l a t e dw a t e r - V a p o r m i x t u r e s t a t el a w s ，i no r d e r t oa c c o u n t f o r t h et w o ．p h a s ef l o wo f w a t e ra n dv

9、a p o ra n dt h et r a n s i t i o nf r o mo n ep h a s e t ot h eo t h e r ．T h ea c t u a lw a t e r ．v a D o r s t a t el a W Sa r ei n c o r p o r a t e di nt h i sm o d e l a n d t h e v a p o r p h a s ec o n t r i

10、 b u t i o n sa r e如l l v a c c o u n t e df o ri nt h em a s sa n dm o m e n t u mb a l a n c e ，I no r d e rt o c o n s i d e rt h es t r o n ge f f e c t so f t h et w o - p h a s en a t u r eo f t h ef l o w , t h ea

11、 l g o r i t h mw a sm o d i f i e dt oi n c o r p o r a t et h ed e p e n d e n c eo fd e n s i t yo nt h ep r e s s u r ec o r r e c t i o n ．As u p p l e m e n t a r yc o r r e c t i o n p = 印i s i n t r o d u c e di

12、nt h ep r e s s u r ec o r r e c t i o na n d k s a t i s f i e sar e l a t i o nr e l a t e d t o d e n s i t y a n d p r e s s u r e ．N u m e r i c a l a n a l y s i s o fc a v i t a t i o n e m p l o y sf i n i t ev o

13、 l u m em e t h o d ( S t M P L Em e t h o d ) o nt h e c o l l o c a t e d b o d y ．f i t t e d g r i d s ，F(xiàn) o r t h es o l u t i o no f t h e e q u a t i o n so f t h e f l o wf i e l d ，aC - t y p e o r t h o g o n a

14、lc u r v i l i n e a rc o o r d i n a t es y s t e mi s a d o p t e d F o rt h ed i f f e r e n c ee q u a t i o n ．t h ec o n v e c t i v et e r me m p l o y sN N Ds c h e m e a n d o t h e r t e r m se m p l o y c e n

15、t r a ld i f f e r e n c i n g ．T h e s o l v e r i St h eS I P m e t h o d ．I n t h i s w e r k ，s t e a d y , t w o ·d i m e n s i o n a l ，v i S G O U S c a v i t a t i n g f l o w a r o u n dN A C A 0 0 1 2 h y

16、d r o f o i li ss i m u l a t e d T h r o u g h t h ev a l u e so f d e n s i t y o f t h e m i x t u r e ，t h es h a p eo f c a v i t yj s o b t a i n e da t d i f f e r e n t c a v i t a t i o nn u m b e r sa n dd i f

17、f e r e n ta n g l e so fa t t a c k ．T h eq u a l i t a t i v ea n a l y s i so f o b t a l n e dr e s u l t ss h o w s t h a tt h ed e v e l o p e d m e t h o d i sf e a s i b l ei ns o l v i n gt h ec a v i t a t i n

18、gf l o wa r o u n dh y d r o f o i l ．F u n h e rr e s e a r c he m p l o y i n gt h e m e t h o d i sp r o p o s e d ．K E Y W O R D S c a v i t a t i o n ，t w o —p h a s ef l o w , S I M P L E m e t h o d ，N N D s c h e