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题名基于Omega涡识别理论的自适应空化流动模型
被引量：2
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作者
屈念冲
许开富
项乐
林荣浩
党枭睿
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机构
西安航天动力研究所
西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期73-85,共13页
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文摘
液体火箭发动机涡轮泵内存在多种空化类型,其发生机理有所不同,现有数值计算方法通常采用同一套模型预测所有类型空化,导致预测精度不足。为提高复杂空化流动的计算精度,提出了自适应空化流动模型。基于先进的Omega涡识别理论和ZGB空化模型建立了相变系数自适应调整方法,以涡轮泵内两种典型空化(附着空化和泄漏涡空化)为对象,利用翼型实验对模型进行了验证。首先对比了几种涡识别方法的差异,发现Omega方法对阈值不敏感且物理意义明确,适合作为相变系数的取值依据;分析了相变系数对附着空化和泄漏涡空化的影响规律及两种典型空化的形成机理。结果表明:自适应模型相比ZGB模型,对泄漏涡空化的预测精度在大间隙下提升了约181%,小间隙提升了约27%,对附着空化的预测更接近实验结果;附着空化是吸力面脱落涡形成的原因,间隙泄漏流场的涡带和剪切层空化是由间隙泄漏涡和分离涡共同作用形成的。
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关键词
空化模型
Omega涡识别
相变系数
附着空化
叶顶间隙泄漏涡空化
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Keywords
Cavitation model
Omega vortex identification
Phase-transition coefficient
Attached cavitation
Tip leakage vortex cavitation
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分类号
V431
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名宽工作范围诱导轮空化不稳定及抑制
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作者
项乐
许开富
陈晖
谭永华
李雨濛
林荣浩
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机构
西安航天动力研究所
航天液体动力全国重点实验室
航天推进技术研究院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期2327-2337,共11页
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基金
国家重大基础研究项目(621123)
xxx稳定支持项目资助。
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文摘
涡轮泵是液体火箭发动机的心脏,在特定工况下其内部会发生空化不稳定现象,导致涡轮泵振动量级大幅增加,严重影响发动机整机工作可靠性.以决定涡轮泵抗空化能力的关键部件诱导轮为研究对象,利用空化可视化实验和数值仿真对其内部空化流动特性进行深入分析,获得60%~120%设计点流量范围完整空化性能曲线,提出一种基于壳体改进的旋转空化抑制措施,并揭示抑制机理.结果表明:该型诱导轮抗空化能力随流量降低逐渐增强,空化首先发生在泄漏涡中,随空化数降低,泄漏涡空化逐渐沿吸力面向下游发展,影响相邻叶片冲角,在小流量范围诱发显著的1.2倍叶轮转频超同步旋转空化现象,直至空化延伸至叶片流道出口,导致扬程断裂;在叶尖前缘壳体设置台阶不会影响诱导轮稳态空化性能,但会改变泄漏涡空化的发展规律,使其呈现向上游摆动的趋势,削弱对相邻叶片冲角的影响,实现对全流量范围旋转空化的有效抑制.文章研究对于降低涡轮泵振动量级,进一步提升液体火箭发动机工作可靠性有一定指导意义.
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关键词
涡轮泵
空化不稳定
数值仿真
可视化实验
抑制技术
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Keywords
turbopump
cavitation instabilities
numerical simulation
visualization experiment
suppression technique
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分类号
TV131.32
[水利工程—水力学及河流动力学]
V431
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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