空化泡相互作用及运动特性分析
发布时间：2021-08-31 22:18
空化是液体环境中常见的两相流动。空化现象十分复杂,具有非定常性、高非线性等许多特点,并且涉及相变过程,人们对其机理还缺乏全面的认识。空化泡溃灭中,各种边界以及气泡间的相互作用对空化泡的溃灭过程有十分重要的影响。本文釆用基于VOF的数值计算方法,分别对不同壁面附近单空化泡溃灭运动特性及双空化泡相互作用进行模拟计算,并采用火花电解泡手段进行实验验证,研究了边界以及泡间相互作用对气泡溃灭过程的影响,包括溃灭形态、溃灭射流、溃灭时间、溃灭相移等。单空化泡在无限液体域中,溃灭基本保持球形形态,且在溃灭至体积最小时刻,其内部压力达到极大值;在固壁面附近溃灭时,空化泡远离固壁面端,随溃灭时间的增加,泡壁逐渐凹陷,产生面向固壁面的射流,固壁面最终被所产生的射流击穿,且该现象随泡心初始位置距离固壁面间距的减小而增强;单空化泡在自由边界附近的溃灭过程中,空化泡距自由边界近端泡壁发生凹陷,最终被溃灭产生的远离自由边界的射流击穿,自由边界出现向上凸起现象,且此种现象表现出随空化泡泡心初始位置距离自由边界间距的减小而增强的变化规律。不同泡间距影响下双空化泡的溃灭过程中,溃灭后期双泡被射流击穿,形成三维圆环形态;...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空化泡溃灭模式
解为：00 01 1 1 1.086tp pR t R h 溃灭的特征时间为：1000.921ct Rp p 得的结果在本文中被用于对下文中空。学溃灭模型，分别建立以 O1、O2为空的半径分别是 R1和 R2，两空化泡泡，具体如图所示：
所以，处于溃灭阶段的空化泡所产生的 Bjerknes 力将具与自身以及周围空化泡的运动产生明显的影，而且次 Bjerknes 忽略。基于上述理论，空化产生的空化泡群的溃灭形态、动力移等行为得到了合理的理论解释。值计算方法（Numerical Research Method）值计算理论模拟又名计算机模拟，其凭借计算机为手段，通过将研究问题，采用有限元法等思想，将计算的结果以数值和图像的形式显实际工程问题和物理问题以及自然界中各类现象研究的目的。模拟方法的实现流程主要如图 2-2 所示：确定所研究的问题主干，抽取建立相应的数学模型，通过比较确定合适的数值计算方法。目前为止，可用的计算方法经过人，已发展成为一个重要的学科，其不仅包括微分方程的离散化而且还包括坐标的建立，边界条件的处理等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]INTERACTION OF A CAVITATION BUBBLE AND AN AIR BUBBLE WITH A RIGID BOUNDARY[J]. XU Wei-lin State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China BAI Li-xin Institute of Acoustics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China ZHANG Fa-xing State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China. Journal of Hydrodynamics. 2010(04)
[2]壁面附近激光空泡溃灭的空蚀特性[J]. 宗思光,王江安,马治国,王雨虹. 光学学报. 2010(03)
[3]Fluent环境中近壁面微空泡溃灭的仿真计算[J]. 李疆,陈皓生. 摩擦学学报. 2008(04)
[4]Growth and collapse of laser-induced bubbles in glycerol-water mixtures[J]. 刘秀梅,贺杰,陆建,倪晓武. Chinese Physics B. 2008(07)
[5]测量单泡声致发光中气泡R（t）曲线的前向Mie散射技术[J]. 柯微娜,程茜,钱梦騄. 物理学报. 2008(06)
[6]激光空泡溃灭辐射声波声谱特性研究[J]. 李胜勇,胡生亮,刘晓然,沈中华,倪晓武,金嘉旺. 激光技术. 2007(03)
[7]黏性液体中激光空泡脉动特性的理论和实验研究[J]. 赵瑞,徐荣青,沈中华,陆建,倪晓武. 物理学报. 2006(09)
[8]固壁面附近激光产生空泡脉动过程的实验研究[J]. 徐荣青,赵瑞,沈中华,陆建,倪晓武. 光学学报. 2006(04)
[9]双空泡溃灭及空化噪声的建模[J]. 蒲中奇,张伟,施克仁,张俊华,吴玉林. 清华大学学报(自然科学版). 2005(11)
[10]空蚀破坏的微观过程研究[J]. 薛伟,陈昭运. 机械工程材料. 2005(02)
博士论文
[1]液体空化强化微通道传热机理研究[D]. 刘斌.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2014
[2]近壁面空泡的可视化实验研究[D]. 徐明.浙江大学 2013
[3]激光空泡相互作用及非对称溃灭的力学特性研究[D]. 韩冰.南京理工大学 2013
[4]液体参量对激光空泡产生和溃灭的影响研究[D]. 刘秀梅.南京理工大学 2009
[5]激光等离子体冲击波传输及空泡动力学特性研究[D]. 赵瑞.南京理工大学 2007
[6]高功率激光与水下物质相互作用过程与机理研究[D]. 陈笑.南京理工大学 2004
硕士论文
[1]泡群溃灭的直接模拟及统计特性分析[D]. 闻仲卿.浙江大学 2013
[2]基于FLUENT软件的水力空化数值模拟[D]. 王智勇.大连理工大学 2006
本文编号：3375720
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空化泡溃灭模式
解为：00 01 1 1 1.086tp pR t R h 溃灭的特征时间为：1000.921ct Rp p 得的结果在本文中被用于对下文中空。学溃灭模型，分别建立以 O1、O2为空的半径分别是 R1和 R2，两空化泡泡，具体如图所示：
所以，处于溃灭阶段的空化泡所产生的 Bjerknes 力将具与自身以及周围空化泡的运动产生明显的影，而且次 Bjerknes 忽略。基于上述理论，空化产生的空化泡群的溃灭形态、动力移等行为得到了合理的理论解释。值计算方法（Numerical Research Method）值计算理论模拟又名计算机模拟，其凭借计算机为手段，通过将研究问题，采用有限元法等思想，将计算的结果以数值和图像的形式显实际工程问题和物理问题以及自然界中各类现象研究的目的。模拟方法的实现流程主要如图 2-2 所示：确定所研究的问题主干，抽取建立相应的数学模型，通过比较确定合适的数值计算方法。目前为止，可用的计算方法经过人，已发展成为一个重要的学科，其不仅包括微分方程的离散化而且还包括坐标的建立，边界条件的处理等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]INTERACTION OF A CAVITATION BUBBLE AND AN AIR BUBBLE WITH A RIGID BOUNDARY[J]. XU Wei-lin State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China BAI Li-xin Institute of Acoustics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China ZHANG Fa-xing State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China. Journal of Hydrodynamics. 2010(04)
[2]壁面附近激光空泡溃灭的空蚀特性[J]. 宗思光,王江安,马治国,王雨虹. 光学学报. 2010(03)
[3]Fluent环境中近壁面微空泡溃灭的仿真计算[J]. 李疆,陈皓生. 摩擦学学报. 2008(04)
[4]Growth and collapse of laser-induced bubbles in glycerol-water mixtures[J]. 刘秀梅,贺杰,陆建,倪晓武. Chinese Physics B. 2008(07)
[5]测量单泡声致发光中气泡R（t）曲线的前向Mie散射技术[J]. 柯微娜,程茜,钱梦騄. 物理学报. 2008(06)
[6]激光空泡溃灭辐射声波声谱特性研究[J]. 李胜勇,胡生亮,刘晓然,沈中华,倪晓武,金嘉旺. 激光技术. 2007(03)
[7]黏性液体中激光空泡脉动特性的理论和实验研究[J]. 赵瑞,徐荣青,沈中华,陆建,倪晓武. 物理学报. 2006(09)
[8]固壁面附近激光产生空泡脉动过程的实验研究[J]. 徐荣青,赵瑞,沈中华,陆建,倪晓武. 光学学报. 2006(04)
[9]双空泡溃灭及空化噪声的建模[J]. 蒲中奇,张伟,施克仁,张俊华,吴玉林. 清华大学学报(自然科学版). 2005(11)
[10]空蚀破坏的微观过程研究[J]. 薛伟,陈昭运. 机械工程材料. 2005(02)
博士论文
[1]液体空化强化微通道传热机理研究[D]. 刘斌.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2014
[2]近壁面空泡的可视化实验研究[D]. 徐明.浙江大学 2013
[3]激光空泡相互作用及非对称溃灭的力学特性研究[D]. 韩冰.南京理工大学 2013
[4]液体参量对激光空泡产生和溃灭的影响研究[D]. 刘秀梅.南京理工大学 2009
[5]激光等离子体冲击波传输及空泡动力学特性研究[D]. 赵瑞.南京理工大学 2007
[6]高功率激光与水下物质相互作用过程与机理研究[D]. 陈笑.南京理工大学 2004
硕士论文
[1]泡群溃灭的直接模拟及统计特性分析[D]. 闻仲卿.浙江大学 2013
[2]基于FLUENT软件的水力空化数值模拟[D]. 王智勇.大连理工大学 2006
本文编号：3375720
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/3375720.html
