叶片进水边空化动力学

摘要

本文介绍了2D和3D水翼进水边空化气泡开始形成和空化气泡脱落过程的一次试验性调查.通过安装在NACA009水翼负压面靠近进水边停滞点的一个微型传感器,检测到主要空化气泡脱落点邻近的流场情况.通过这些试验,证明了水如何能够承受-0.8 bar这样低的负压力而没有产生看得见的空化气泡.只要进水边空化气泡一产生,刚好处于空化气泡脱落点上游侧的压力就会明显地提高,但仍保持为负压力,同时在空化气泡中所测量到的压力几乎与蒸汽压力相等.这一结果证实了在以前的研究中所提出的假设.根据假设,空化气泡脱落点上游的流体是拉紧的.此外,经过可视化处理的流体清楚地显示,当周围压力逐渐地上升时,发育良好的进水边空化气泡持续地变成了气泡气穴.由于这些试验结果,我们引入了一个空化气泡脱落的物理模型,模型中不需要边界层分层脱流,保证在以前的研究中已经提出的机械平衡.叶片表面附近的核子越过流体-蒸汽交界面时便爆炸,这一界面不是一个物质表面.这样一来便在脱落点处由正在爆炸的气泡持续不断地供给主要的空化气泡.因此,可以这样解释:上游侧所测量到的负压是由于惯性的原因而引起的正在爆炸的核子动态延迟带来的.