局部微通道对NACA翼型空化的抑制

为了探索主动抑制空化方法,降低空化对近壁面空蚀,减少空化诱导的结构振动,在NACA0012翼型易发生空化区域设计了局部微通道,并对微通道尺寸的大小、位置对翼型空化的影响进行了研究。研究结论表明:含有局部微通道的翼型可以有效抑制空化的产生和发展,降低空化发生的规模;微通道的孔径与抑制空化的范围成正比,开孔会明显影响翼型开孔侧的压力分布。综合对比发现0.05c处采用直径为6 mm的微通道对空化的抑制效果最为显著,同时该翼型的湍动能与原翼型相比没有变化。这种抑制空化方法与策略,对其他类型流体机械的抑制空化具有很好的参考价值。

基于正交试验的微通道翼形流场特征分析

为抑制翼型的空化,提出了基于微通道技术的空化抑制方式,以NACA翼型为载体,并在其易发生空化区域设置局部微通道,利用正交试验的方法,设计了影响翼型空化的inlet 1来流速度、inlet 2微通道出口压力、微通道出口孔数与孔型等参数的混合水平正交试验,以数值仿真为手段寻求探究局部微通在不同因素及水平下各因素与水平对于低压区的抑制效果,通过极差分析得到各参数对空化影响的主次顺序和一组最优参数组合。研究表明:翼型来流速度是影响空化的最主要的因素,其次为微通道出口压力大小;采用多孔结构的微通道布局可以有效缩小低压区面积并抑制空化规模。综合对比发现,翼型来流速度15 m/s,微通道出口压力1.01×10^(5) Pa,采用单排方孔状的微通道出口结构的翼型为本文的最优方案。优化方案与原翼型相比空化面积减少90%以上,低压区面积减少一半,且流场与原始翼型的流场基本无变化。本试验结果对其他流体机械采用微通道抑制空化方法具有一定的参考价值。