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国内刊号：11-2187/TH
国际刊号：0577-6686
发布日期:
作者：韩亚东, 谭磊
单位：清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室 北京 100084
关键词：文丘里管,空化,试验,数值模拟,动力学模态分解；
基金：国家自然科学基金（51809148）、北京市自然科学基金（3192015）、水沙科学与水利水电工程国家重点实验室自主科研（2018-KY-02）和水沙科学与水利水电工程国家重点实验室开放基金（sklhse-2018-E-01）资助项目。
已有空化研究侧重于空泡形态、漩涡脱落和压力脉动等方面，尚未开展空化流场动力学模态的研究。通过试验测量、数值模拟和动力学模态相结合，对文丘里管空化流动的流动结构及模态进行研究。试验测量获得文丘里管空化流动时空演变规律，得到空泡脱落周期为0.019 5 s。数值模拟采用质量输运空化模型，得到空泡脱落周期为0.02 s，与试验吻合较好，验证了数值模拟方法的准确性和可靠性。非定常流场表明，空泡与旋涡存在相互作用，反向射流引起了空泡脱落。应用动力学模态分解方法获得空化流场的动力学模态，结果表明四个主导模态频率与空化脱落频率存在倍数关系，频率较大的模态尺度较小。平均流场模态结果发现文丘里管喉部存在反向射流，其他三个模态揭示了空化发展和脱落的结构特征，并发现空化云向下游运动过程中对周围流体存在卷携作用。动力学模态分解能够准确捕捉空化流动中的主要动力学特征。
来源：2019年第18期
《机械工程学报》期刊编辑部
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