表面润湿性对球体入水空泡形态的影响研究

摘要

基于Navier-Stokes方程,采用流体体积法多相流模型,并引入动网格技术,对不同表面润湿性球体的垂直入水问题开展了数值模拟研究.将球体垂直入水空泡形态的数值结果与实验结果进行对比,验证了数值结果的正确性.对不同润湿性球体的垂直入水空泡形态的研究结果表明,球体入水空泡形态主要有4种:完全无空泡、深闭合空泡、面闭合空泡以及类面闭合空泡.入水初期形成的液体薄层是影响随后产生空泡形态的关键因素.进一步分析表明,生成不同空泡形态的临界速度与球体的表面润湿性有密切关系,建立了描述入水空泡生成的临界速度与表面接触角关系的经验公式.