基于改进MRT-LBM的近壁空泡溃灭模拟及诱发壁面损伤的作用力机制
使用改进的多松弛时间格子玻尔兹曼方法(MRT-LBM)对近壁空泡溃灭演化过程开展了数值模拟,并对空泡溃灭诱发壁面损伤的作用力机制进行研究.首先,对改进外力格式的多松弛伪势模型开展Laplace定律验证和热力学一致性验证;然后,结合改进外力格式的多松弛伪势模型对近壁空泡溃灭演化进行数值模拟,获得了近壁空泡溃灭过程的流场细节,着重研究了溃灭过程中空泡的动力学行为.研究发现,近壁空泡溃灭过程中释放的微射流主要来源于第1次溃灭,而冲击波的产生来源于第1次溃灭和第2次溃灭,且第2次溃灭产生的冲击波强度显著高于第1次溃灭产生的冲击波;进一步,对近壁空泡溃灭过程中壁面处压力与速度的分布特性进行分析,研究空泡溃灭作用于壁面的载荷机制.研究发现,壁面受到冲击波和微射流的共同作用,冲击波作用范围大,造成面损伤,而微射流作用在局部区域,造成点状破坏.研究结果揭示近壁空泡溃灭演化过程以及空泡溃灭诱发壁面损伤的作用力机制,为进一步利用空化效应及减少空蚀带来的破坏提供理论支撑.
物理学报
2025年10期
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