文丘里空化器非定常空化流动能量指标构建及分析.pdfVIP

２０２４年１０月第４２卷第１０期

Ｏｃｔ．２０２４Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．１０

文丘里空化器非定常空化流动能量

指标构建及分析

１，２１，２２，３２，３２，３

洪锋，邓煜阳，邵哲闻，刘书畅，向可心，

１，２４２，３

雷恩宏，张兆年，黄应平洪锋

（１．三峡大学机械与动力学院，湖北宜昌４４３００２；２．三峡库区生态环境教育部工程研究中心（三峡大学），湖北宜昌４４３００２；

３．三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌４４３００２；４．宜昌生态环境监测中心，湖北宜昌４４３００２）

摘要：为了研究文丘里空化器内非定常空化流动诱导的能量特性，构建了一种评估空化能量指

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标的物理模型，并基于ＷａｌｌＡｄａｐｔｉｎｇＬｏｃａｌＥｄｄｙＶｉｓｃｏｓｉｔｙ（ＷＡＬＥ）亚格子模型的大涡模拟方法

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（ＬＥＳＷＡＬＥ）和ＳｃｈｎｅｒｒＳａｕｅｒ空化模型，对文丘里空化器内的空化流动特性进行了数值分析，

研究了３种空化阶段下（为０．７６，０．５１和０．２６）文丘里空化器内空化能量分布规律．研究表明：

σ

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ＬＥＳＷＡＬＥ湍流模型和ＳｃｈｎｅｒｒＳａｕｅｒ空化模型联合的数值计算方法可以对文丘里空化器内片

状空化对称脱落及云空化溃灭的细节进行精确捕捉；随着空化数的降低，文丘里空化器内空化

能量呈现范围及对应数值逐渐增大，在不同空化阶段下，计算域内空化能量的极值发生在片状

空穴末端位置处；沿着整个文丘里空化器壁面，其喉部与扩散管连接处存在的空化能量最高，表

明该处极易受到空化的破坏作用．研究结果为以文丘里空化器为典型代表的水力空化装置空化

能量特性研究提供了一种有效的数值计算方法及能量评估指标．

关键词：空化器；文丘里管；空化能量；湍流模型；数值模拟

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中图分类号：Ｓ２７７．９文献标志码：Ａ文章编号２０２４

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ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ２３．００９０开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：

洪锋，邓煜阳，邵哲闻，等．文丘里空化器非定常空化流动能量指标构建及分析［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０２４，４２（１０）：１０１８－

１０２３，１０３０．

ＨＯＮＧＦｅｎｇ，ＤＥＮＧＹｕｙａｎｇ，ＳＨＡＯＺｈｅｗｅｎ，ｅｔａｌ．ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｎｅｒｇｙｉｎｄｅｘｆｏｒｕｎｓｔｅａｄｙｃａｖｉｔａｔｉｏｎｆｌｏｗｉｎａＶｅｎｔｕ

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ｒｉｃａｖｉｔａｔｏｒ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＪＤＩＭＥ），２０２４，４２（１０）１０３０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）

Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｎｅｒｇｙｉｎｄｅｘｆｏｒｕｎｓｔｅａｄｙ

ｃａｖｉｔａｔｉｏｎｆｌｏｗｉｎａＶｅｎｔｕｒｉｃａｖｉｔａｔｏｒ