突变流道内空泡脱落特性及空蚀损伤分析

针对一种特殊设计的空化室内空化演变过程进行数值模拟分析,利用流体汽化体积分数验证了雷诺应力湍流模型(RSM)、ZGB空化模型、增强壁面函数对于模拟空化过程的适用性,及其模拟结果与实验结果的吻合性;分析了流场分布特点和泡状空化下的空泡演变规律,并考察了壁面的空蚀损伤特性。结果表明,空化室内的空化演变是一个具有准周期性的非定常过程,且空化初生依附点与流道结构密切相关,皆为迎流流速最大处。不同空化初生依附位置产生空化过程的液相汽化体积分数相差较大,但其演变周期相近、规律一致,而空泡演化过程严重受流场影响和流道结构的制约。空泡的周期性演化使空泡破裂产生壁面剪切力同样呈现出周期特性变化,壁面空蚀损伤程度存在峰值,且与空泡群的脱落、融合、溃灭过程密切相关。

基于被动空化检测的兔腹主动脉空蚀损伤评价

超声空蚀内皮损伤诱导的局部可控兔腹主动脉粥样硬化斑块模型可克服现有斑块动物模型建模方法存在的斑块大小、位置不可控等问题,同时需要对建模过程中兔腹主动脉的空化损伤程度进行有效的评价。本文使用相变纳米液滴作为人工空化核对兔腹主动脉进行聚焦超声空化损伤,并利用被动声学检测的方法分析血管内皮损伤过程中的被动空化信号,计算惯性空化剂量,同时与实际血管壁损伤程度的病理观察结果进行对比,结果表明:惯性空化剂量与血管内皮损伤程度相关,可用作建模过程中间接评价内皮损伤情况的参数。

微颗粒影响螺旋桨噪声及空蚀损伤试验研究

为分析微颗粒对空蚀损伤及噪声的影响,开展不同水质的检测,提出水质的模拟方法,进行不同水质中的振动空蚀噪声试验、旋转圆盘试验以及循环水槽船后螺旋桨噪声的对比试验。结果表明:水中微颗粒含量对空蚀有较大影响,微颗粒含量高,空蚀破坏更严重;微颗粒对螺旋桨无空泡状态的噪声影响较大,可提高螺旋桨噪声的总声级,而对空泡状态下的螺旋桨噪声影响则不大。

304不锈钢空化水射流表面空蚀损伤研究

采用淹没式空化水射流方法对304不锈钢表面进行不同压力和时间的空化水射流处理,用扫描电子显微镜原位跟踪观察处理后的试样表面形貌,研究其空蚀损伤过程及空蚀机理,并对表层组织和304不锈钢变形机理进行了探讨。结果得出,根据损伤程度和作用机理的不同,空蚀损伤区从中心到外围可以分为射流冲击区、过渡区和紊流区三个区,其中射流冲击区损伤最严重,紊流区次之,过渡区最弱。当射流压力为35 MPa、处理40 min时,射流冲击区损伤速度加快,并且呈现明显的疲劳损伤特征,滑移带和晶界处疲劳裂纹萌生和扩展是导致该区损伤剥落的重要原因;在横截面金相组织中,过渡区和紊流区出现比射流冲击区更深的形变孪晶层,且紊流区形变孪晶层厚度达140μm;在本实验条件下304不锈钢变形方式为滑移为主,孪生为辅。试样在空化水射流的作用下有两种空蚀破坏机理,即交变载荷下疲劳破坏,以及塑性变形、颈缩和剥落导致的弧坑。