任万龙，赵志范，娄珊珊，高原，郝宗睿

(齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东 青岛 266001)

空腔流场易产生振动和噪声，是航空航天领域一类受到广泛关注的流动问题[1]。在高速水下航行器及水力空化领域，空腔流动由于其速度较高，压力降低，极易诱发空化，影响水下航行器的航行性能。

孙亚琴等[2]通过实验和理论分析，研究了水平空腔旋流压强的产生机理及构成，分析了其影响因素，探究了压强的变化规律。韩帅斌等[3]运用涡动力学理论，结合拉格朗日拟序结构识别流场中旋涡结构，研究了空腔流动中的涡旋结构演化规律，包括碰撞、合并等过程。万振华等[4]分析了空腔中涡结构碰撞后的压力脉动分布，运用拟涡能的概念分析了空腔流动。曲俊超等[5]在空腔前部添加了微射流，改变了空腔流动结构，一方面减小了水下航行阻力，另一方面降低了航行器的水动力噪声。刘哲等[6]采用动态模态分解的方法，探究了不同空腔结构的流态分析，重点解析了后壁面倾斜角对流动的影响。尽管有诸多学者开展了空腔流动的研究，然而针对高宽比对空腔流动的研究较少。

在空腔流动的数值计算中，常用的数值模拟方法有雷诺时均方程(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)、大涡模拟(large edy simulation,LES)和直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS)。其中DNS能最有效地获得流场内的湍流细节，但是消耗资源，计算成本高，计算时间长；而RANS方法通常会过滤掉很多流场细节，导致计算流场不够精确[7]。因此，通常采用LES方法开展空腔流动流场数值模拟。……