三维液氮空化的大涡模拟和机理

以三维扭曲翼型(Twist-11 N)为研究对象，基于大涡(LES)湍流模型开展了三维液氮空化的数值模拟。通过压力波动曲线得到了液氮空化的空泡脱落周期，观察周期内空泡脱落的过程，与常温空化的数值模拟结果对比，得出了低温空化具有脱落更彻底、过程更复杂的特性。从压力分布和气相云图观察到了三维模拟特有的尾部回射流和侧面射流，分析了三维空化不同于二维的独特性。从涡旋角度分析了空泡脱落与流场的关系，认为空化的发生首先导致了流场的不稳定和涡旋的产生，而涡旋的发展造成了流场边界层分离和空泡的脱落。