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摘要
第1章绪论
1．1课题背景以及研究意义
1．1．1空化现象
1．1．2液压传动系统空化问题
1．2空化诱因
1．2．1空化机理及归类
1．2．2与空化诱因相关的两个问题
1．3小尺寸节流结构内孔空化现象
1．3．1各种小节流孔中内孔空化流
1．3．2锥阀空化射流
1．4 OpenFOAM简介
1．5当前锥阀空化喷射流问题的研究局限与突破方向
1．6本文主要研究内容
第2章两相空化流数学模型推导与求解器开发
2．1基于空化现象的两相流模型分类与选取
2．1．1两相流模型分类
2．1．2小尺寸节流结构内流空化特点
2．1．3两相空化流模型的选取
2．2两相空化流VOF模型
2．2．1连续表面张力模型与VOF方法
2．2．2两相空化流相方程推导
2．2．3VOF两相流模型总动量方程
2．2．4容积守恒形式的连续性方程
2．2．5压力方程构建与求解
2．3Schnerr-Sauer空化模型
2．4物质转换项在数值算法中的处理
2．4．1相方程中物质转换项隐性处理
2．4．2压力方程中物质转换项隐性处理
2．4．3相方程和动量—压力方程之间的耦合
2．5亚声速和超声速流的处理
2．5．1可压缩流体模型
2．5．1压力方程可压缩性项深度隐性处理以及算法实现
2．5．2相方程可压缩性项处理以及相方程求解
2．6两相空化流求解器算法流程
2．7模型验证
2．7．1测试算例几何模型
2．7．2计算设置与数据提取
2．7．3测试算例与实验结果对比
2．8本章小结
第3章锥阀空化射流流场动态特性
3．1实验方法
3．1．1测试阀结构和试验回路
3．1．2实验数据测量
3．1．3流动条件调整和流动状态设定
3．1．4流场可视化方法
3．2数值计算设置与相关论证
3．2．1射流中空化与湍流
3．2．2空间离散以及网格无关性验证
3．2．3边界和求解设置
3．3实验结果与数值计算对比及分析
3．3．1锥阀流量曲线和阻塞流动
3．3．2锥阀空化射流特征结构及分析
3．3．3数值计算与实验的整体对比总结
3．3．4空化诱发机制分析
3．3．5阻塞流动机制分析
3．4势核破碎过程
3．4．1光滑射流以及拟序结构形成过程
3．4．2流向波动和脉动喘息
3．4．3下游区域射流势核上卷和分离
3．4．4射流势核最终破碎
3．5空化结构周期性行为
3．5．1空化结构周期性过程
3．5．2空化结构特征频率
3．6本章小结
第4章空化射流流动状态转变机制及其对流动特性影响
4．1流动状态转变及其作用机制分析
4．1．1层流主导的流场结构——射流稳定状态
4．1．2流向波动准饱和状态——亚稳定状态
4．1．3拟序结构摧毁一完全不稳定状态
4．1．4三个配对过程对比
4．1．5流动状态的转变和拟序结构之间关系
4．2流动状态的转变对流动特性曲线影响
4．2．1非空化流动中流动状态转变对流动特性影响
4．2．2空化流动中流动状态转变对流动特性影响
4．3流量曲线的阶段性特征
4．4本章小结
5．1研究结论
5．2研究创新点
5．3相关工作展望
参考文献
致谢
附录
个人简历、在学期间发表学术论文与研究成果
东北大学;
