热力学敏感流体空化基础理论与数值计算
作者：邹丽，孙铁志，马相孚 著
出版时间：2018年版
内容简介
空化问题广泛存在于船舶与海洋工程、航空航天、动力工程与工程热物理等研究领域。涉及热力学效应的流体介质空化问题更是由于其伴随两相流动、介质属性改变、相变等物理过程而变得非常复杂。数值计算作为当前空化多相流领域的主要研究手段之一，极大地促进了对热力学效应下空化流动规律和机理的认识。《热力学敏感流体空化基础理论与数值计算》根据对作者多年来工作的整理，通过若干实例，对热力学敏感流体空化流动的数值计算模型和方法进行了介绍，并分析了不同热力学敏感介质的安化流动特性和规律，使读者能够对涉及热力学效应的空化流动问题有一个更加全面和深入的了解。
目录
目 录
第1章 空化热力学效应基本特性及研究概述 1
1.1 空化热力学效应基本特性 1
1.2 空化热力学效应试验研究概述 4
1.3 空化热力学效应理论研究概述 8
1.4 空化热力学效应数值计算研究概述 10
1.5 小结 13
参考文献 13
第2章 空化流动数值计算基本方法 21
2.1 基本控制方程 21
2.2 空化模型 22
2.2.1 Merkle空化模型 23
2.2.2 Kunz空化模型 23
2.2.3 Zwart空化模型 23
2.2.4 考虑热力学效应的修正Zwart空化模型 25
2.3 湍流模型 26
2.3.1 标准k–模型 28
2.3.2 局部时均化湍流模型 28
2.3.3 壁面函数 29
2.4 小结 31
参考文献 31
第3章 定常流动计算模型评价与流动特性 33
3.1 计算几何模型与网格划分 33
3.2 空化热力学效应影响 34
3.3 空化模型在预测热力学敏感流体空化流动方面的应用与评价 38
3.3.1 Zwart空化模型系数敏感性分析 38
3.3.2 不同空化模型预测液氮空化流动对比与分析 43
3.3.3 不同空化模型预测液氢空化流动对比与分析 46
3.3.4 热力学效应下不同空化模型质量传输特性对比 48
3.4 考虑热力学效应的修正空化模型应用与评价 49
3.5 液氢和液氮空化流动特性对比 51
3.5.1 压力及温度分布特性 51
3.5.2 汽液两相分布及质量传输特性对比 53
3.6 小结 55
参考文献 56
第4章 定常空化流动影响因素规律 57
4.1 计算模型和边界条件 57
4.2 液氮空化流动的热力学效应 60
4.3 液氢空化流动的热力学效应 62
4.4 流场参数对低温空泡的影响 65
4.4.1 来流速度对低温空化的影响 65
4.4.2 来流温度对低温空化的影响 68
4.4.3 远场压强对低温空化的影响 71
4.5 小结 74
参考文献 75
第5章 非定常空化二维流动及参数影响规律 76
5.1 温度对液氢绕翼型非定常空泡的影响数值模拟 76
5.1.1 几何模型和边界设置 76
5.1.2 无量纲数的定义 77
5.1.3 空泡形态的变化过程 78
5.1.4 温度分布及变化规律 79
5.1.5 压强和速度分布 79
5.1.6 温度对升、阻力系数的影响 82
5.2 流动参数对液氢绕翼型非定常空泡的影响数值模拟 82
5.2.1 空化数对液氢非定常空泡的影响 82
5.2.2 翼型攻角对液氢非定常空泡的影响 85
5.3 小结 87
参考文献 88
第6章 非定常空化三维流动及旋涡结构特性 89
6.1 计算模型和网格 89
6.2 PANS湍流模型控制参数敏感性分析 92
6.3 氟化酮非定常空化流动空泡发展和脱落特性分析 97
6.4 氟化酮非定常空化流动旋涡特性分析 104
6.4.1 氟化酮非定常空化流动旋涡结构特性分析 104
6.4.2 氟化酮非定常空化流动涡动力特性分析 106
6.5 小结 109
参考文献 109
第7章 不同流体介质非定常空化三维流动特性 111
7.1 氟化酮绕水翼非定常空化流动特性分析 111
7.1.1 非定常空化流动空泡演变特性 111
7.1.2 非定常空化流动温度场特性 113
7.1.3 非定常空化流动流体动力特性 117
7.2 液氢绕水翼非定常空化流动特性分析 120
7.2.1 空化数对液氢非定常空化流动特性影响分析 120
7.2.2 液氢非定常空化流动瞬时热梯度和涡量场分布特性 122
7.3 液氮绕水翼非定常空化流动特性分析 124
7.3.1 空化数对液氮非定常空化流动特性影响分析 124
7.3.2 滚氮绕水翼空泡脱落机理特性研究 127
7.4 热力学敏感流体非定常空化流动空泡演变特性 129
7.5 小结 132
参考文献 133