螺旋桨空化崩溃性能图谱的多相流模拟

为了提高螺旋桨空化性能多相流模拟的精度,采用改进数值模型对NSRDC4381螺旋桨的片空化形态和空化崩溃性能图谱进行了模拟与校验.数值模型由混合密度中显示包含非凝结性气核(NCG)质量分数和体积分数的混合物多相流模型,考虑湍流脉动影响的相变临界压力、NCG质量分数取7.8×10-4、NCG体积分数取1.0×10-6、气泡平均初始半径取1.5μm的改进Sauer空化模型,以及剪切应力输运(SST)湍流模型组成.结果表明:预报空化崩溃性能图谱与实验值符合很好;非设计进速系数下模拟空化形态与采用Sauer空化模型的结果一致,较实验值略偏小;中度和重度空化下,推力和力矩系数的预报精度明显高于采用Kunz空化模型的结果,严重空化时精度提升约16%;即使在高负载且严重空化的非设计工况下,预报推力和力矩系数误差分别为4.95%和2.28%,也在工程可控范围内,证明了所采用数值模型的有效性.该模型可进一步用于螺旋桨空化初生的数值判定.