郭春雨， 薛嵘， 胡健， 王恋舟

(1.哈尔滨工程大学 船舶工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001； 2.西南交通大学 力学与工程学院，四川 成都 611756)

梢涡在有限展长的翼型绕流现象中普遍存在。当流动流过有攻角的有限长水翼的端部，水翼上下表面的压力差会驱使流动从下表面的高压侧流向上表面的低压侧，从而形成三维的旋涡，我们把它称为梢涡[1]。梢涡具有强烈的旋转效应，使得涡核中心的压力值显著降低。在水动力学领域，梢涡引起的压降会驱使水中的气核卷入涡核内部，产生空化。梢涡空化会降低水翼结构的水动力性能，并会伴随出现强烈的噪声。为了避免梢涡空化带来的危害，需要对它的形成机理进行分析。

学者们进行了大量的试验来研究梢涡的细微结构。Giuni等[2-3]通过烟迹试验，得出梢涡是由起始于压力面的主涡和2个分别起始于吸力面和压力面的次级涡演化形成的。徐良浩等[4]使用2D-PIV和3D-PIV对梢涡的二维和三维速度场进行了测量，获得了不同工况下的涡核位置、尺寸及速度分布，得出了涡核在三维空间内的摆动特性。Maine等[5]通过对3种不同翼型剖面的实验观测，研究了水翼的纵倾和侧斜对梢涡形成的影响。梢涡试验往往伴随着空化初生现象。Arndt等[6]通过LDV试验指出，梢涡空化发生的必要条件是分布在水中的气核进入涡核中心并发展为足够大的气泡。在这个基础上，Arndt等[7]进一步研究了压力变化和水中含气量对梢涡空化的影响。他们得出在含气量多的水中，梢涡空化多发生于水翼梢部；……