均匀流场中含自由液面的陷落腔脉动压力分布研究

在有自由液面的情况下，针对横剖面为圆形的陷落腔模型，在均匀流场条件下，开展水动力实验研究，模拟了大量的工况，测量了腔体壁面的流体脉动压力。本文分析了模型所受的脉动压力随傅汝德数在不同腔体位置的变化趋势，并讨论了晃荡现象对压力分布的影响。实验时发现，傅汝德数小于0．35的工况有明显的晃荡现象发生，而傅汝德数小于0．35的工况的脉动压力系数也明显大于其他工况，且变化剧烈。本文认为，流体剪切层自持振荡与腔内液体深度驻波振荡共振是产生晃荡现象的原因，本文实验中Fr〈0．35的工况对应的流速正是达到以上两种振荡频率耦合所需要的流速。本文对工程应用中的腔体尺度和形式的设计有一定的指导意义。