胡俊， 侯夏伊， 于勇

(北京理工大学 宇航学院，北京 100081)

空化是指液体中的压力降低到饱和蒸汽压时，产生充满气体空穴[1]，是一种因流体因素作用而在波体内部或在波体与固体界面上发生的液体与其蒸气的相变过程与现象[2-3]. 空化涉及非定常、可压缩、相间传质和湍流脉动等许多复杂的流动现象，并且会引起水下翼型、水中机械的材料损伤，产生空泡噪声[4-8]. 研究空化现象具有很现实的工程意义，发展空泡流的数值模拟技术是目前空化研究领域中的热点.

研究空化问题的数值模拟方法可分为状态方程法(barotropic model)和输运方程法(transport equation model,TEM). 其中，输运方程法通常不考虑流场的可压缩性，假设气液两相速度相等，需要添加额外的质量输运模型即空化模型来描述气液两相间的相变规律. 目前常用的空化模型均涉及经验参数，如气泡的数密度、非冷凝气体质量分数和气泡半径等，这些参数的取值很大程度上影响了数值模拟的准确性. Asnaghi等[9]基于大涡模拟(LES)的方法，引入当地瞬时剪切应变率修正了考虑非冷凝气体的Schnerr-Sauer空化模型，对二维NACA0009 MOD水翼的定常空化流场计算. 结果表明该修正方法可以有效消除考虑非冷凝气体的Schnerr-Sauer空化模型中经验参数的取值对数值模拟结果的影响.

基于这一思路，在RANS框架下模拟空化流时，也可以引入平均剪切应变率修正空化模型. 本文针对考虑非冷凝气体的Schnerr-Sauer空化模型，将修正后的空化模型通过UDF嵌入Fluent18.2商业软件，采用Mixture多相流模型……