胡常莉，王国玉，陈广豪

(北京理工大学机械与车辆学院，北京 100081)

0 引言

当液体内部的局部压强降低到液体的当地汽化压强以下时，在液体内部或液固交界面上就会产生蒸汽或气体的空穴(空泡)，这种现象称为空化。在给定雷诺数和迎角的条件下，对应不同的空化数，水流中的空化发展可以呈现出以下几种不同的空化形式：初生空化、片状空化、云状空化和超空化［1］。在工程中，空化通常是一种有害现象，会导致流体机械的效率降低甚至造成破坏。因此，对于空化初生的机理、生成条件以及形态控制的研究，一直是空化现象研究的一个关键问题。Ceccio［2］指出系统中的空化初生与流场中的压力和粘性流动的模式有关；Chau［3］研究了粘性对初生空化影响；Katz曾观察了一水堰后部的空化［4］，研究了与分离区域有关的空化现象［5］，指出旋涡空化的初生区域位于剪切层内。Arndt认为旋涡空化发生在剪切层内旋涡的涡核低压区内［6］。旋涡空化的形成和发展应该和水流发生分离后剪切层区域内周期性旋涡运动有关。王国玉［7］通过实验观察了绕水翼的初生游离型空泡的演变过程并研究了其对无空化流场的影响。何友声［8］对不同头型回转体的初生空化数进行了研究，并建立了初生空化数和发展空泡特征几何参数的工程计算公式。黄彪［9］用实验的方法研究了绕平头回转体非定常空化流动，并观察了初生空泡形态的脉动情况。但对于不同头型初生空穴的发展过程及流场结构特性的研究，目前国内外还是比较罕见的。……