根据给定的文件信息,本文将从标题、描述和部分内容中提取相关知识点进行详细说明。
标题《绕二维水翼的通气空泡流波动特性研究》指出,研究的对象是二维水翼表面发生通气空泡现象时的流动波动特性。二维水翼是一种常用的水动力学研究模型,被广泛用于航空、船舶推进等领域。通气空泡流是指在特定条件下,当气流被引入水翼表面的低压区域时,形成的空泡现象。这种空泡现象在流体动力学和水下工程中极为重要,因为它对水翼的升力、阻力以及产生的噪声等多个方面都有显著影响。
描述部分提到,研究是基于一套自主开发的计算软件,并采用了解Navier-Stokes方程的算法。Navier-Stokes方程是流体力学中的基本方程组,用于描述黏性流体的运动行为,包括动量守恒和质量守恒等物理定律。耦合输运方程空化模型和低雷诺数修正的湍流模型,意味着研究中还考虑了空泡现象和湍流效应的相互作用。空化模型用于模拟液体中形成的气泡在压力变化下的生成和溃灭,而湍流模型则用于更准确地描述流体中由于黏性和惯性效应引起的无序运动。
部分内容中提到的关键字包括“pulsating cavity”(脉动空腔)、“cavitating flows”(空化流)、“multiphase flows”(多相流)。脉动空腔指的是在空泡内部压力波动导致空泡形态发生周期性变化的特性。空化流涉及的是液体中的空泡产生、增长和塌缩等一系列过程,它在很多工程应用中都有重要影响。多相流是指包含两种或两种以上物理状态的流体,如液-气、液-固等,这在通气空泡流的研究中尤为关键,因为需要同时考虑水、空气和可能的气泡等多种成分的流动情况。
在研究方法上,采用了基于压力的Navier-Stokes求解器,并耦合了相质量分数传输空化模型和局部线性低雷诺数kε湍流模型。压力基础求解器通常被用于解决不可压缩或近似不可压缩流体的问题,而相质量分数传输模型则是处理多相流问题中空泡与水的相互作用的重要工具。低雷诺数kε模型是专门为了处理低雷诺数条件下的湍流流体运动而设计的,适用于描述空泡周围发生的细微湍流运动。
研究还涉及到了通风空化(Ventilated cavitation)现象,即通过向水翼表面的空泡中吹入空气等气流以促进空泡形成的过程。这种方法可降低空泡产生的速度,相对自然空化而言,更易于实验室研究。人工或通风空化的应用使得在实验室中对空化现象的研究得到了简化,并拓展了超空化技术的应用领域。
此外,研究中提到了在特定流条件下,空泡的形成和溃灭可能会出现临界值。当气体供应超过这个临界值时,空泡开始脉动。Silberman和Song首次在垂直自由射流水道中观察到这种通风超空泡,他们发现,随着气体流量的增加,空化数并不会无限制地降低,一旦达到临界值,进一步增加气体流量会导致空泡震动。E.V.Paryshev提出了填充气体的轴对称空腔的线性稳定性理论,并提出无量纲参数来研究填充气体空腔的非稳定行为。
以上内容详细说明了标题和描述中提到的知识点,以及从部分内容中提取的相关知识点。通过这些详细描述,可以深入理解通气空泡流波动特性的研究背景、方法和实际应用的重要性。