郑汉文，刘 婧，赖桂桦，曾永顺，姚志峰，3

(1.中国农业大学水利与土木工程学院，北京 100083；2.中国航发商用航空发动机有限责任公司，上海 200241；3.中国农业大学北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心，北京 100083)

伴随能源需求量的增加，大量扬程高、尺寸大、转速高的水力机械被投入能源生产，机组运行的稳定性问题日益突出.在水力机械工作的过程中，当液压降低至汽化压力时，叶片前缘可能出现附着型空化区域[1]，且该区域内空泡也可能脱离前缘向下游延伸，这种现象称为“前缘空化”[2].前缘空化是水力机械中主要空化类型，空化可侵蚀结构表面，引起结构高幅值振动[3].前缘空化一般发生在层流边界层分离后，该区域压力分布与空泡长度有密切关系[4].前缘空化末端汽液混合，空泡与水流发生强烈相互作用[2]，表现出高度非定常特征[5].

大量学者通过实验研究了前缘空化的发展形态、流场特性以及与水翼结构相互作用[6-8].Kawanami[6]等研究了绕水翼云状空泡的脱落机制，认为空泡断裂与脱落由空泡尾部反向射流引起.Wu[7-8]等探究了弹性水翼空化，发现空化发生会显著增加弹性水翼的形变，同时弹性水翼动态特性也会改变空化发展的进程.

由于实验在测量空化流场方面存在局限，数值模拟逐渐成为空化研究的重要手段[9].大量学者对数值模拟算法进行了研究，探讨了空化数值模拟中湍流模型与空化模型的改进方法.Geng[10]等通过改变空化模型中凝结……