局部微通道对NACA翼型空化的抑制

2021-10-27史周浩施卫东谢占山谭林伟曹宇鹏苏波泳

流体机械 2021年9期

史周浩，施卫东，谢占山，陈成，谭林伟，曹宇鹏，苏波泳

（南通大学机械工程学院，江苏南通 226019）

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空化与空蚀一直是制约流体机械发展的难题，尽管学者与工程人员开展了转轮或翼型的结构参数的优化、增加诱导轮等措施以抑制空化，如邬伟等［1］在翼型的吸力面上设置拱弧小凸台以用于叶片头部流动控制，验证了阻碍回射流对云状空化的抑制作用；SRIJNA等［2-4］对水翼进行了绕流的试验和数值模拟，获得了云状空化的一般特征；程瑜［5］研究了Mekle模型和Schnerr and Sauer模型对空化流动的速度场流场与空泡的影响，发现Schnerr空化模型与试验结果较为吻合。王维军［6］利用翼型头部的间隙将压力面的流体引入到吸力面，这一引流方式有效地抑制了空化。孙涛等［7-8］发现缝隙引流叶轮有很好的抗空化特性，能提高叶轮的水力效率。尽管诸多学者对翼型水泵进行了空化抑制的研究［9-20］，但是仍未找到应对随机工况带来的空化问题的办法。为了解决随机工况给翼型或者转轮带来的空化问题，本文选取 Schnerr-Sauer空化模型［5，21-23］，以NACA0012翼型为载体，利用k-ε湍流模型，研究了微通道不同参数及位置的空化特征，并在易发生空化的区域构置局部微通道，探索不同参数结构局部微通道对控制翼型的抑制效果，研究策略对于开展随机空化的抑制具有重要意义。