《基於LBM-LES聯合模式的三維水翼空化流研究》是依託中國農業大學，由唐學林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於LBM-LES聯合模式的三維水翼空化流研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：唐學林
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目試圖通過理論分析、並行計算和實驗手段，利用多相流格子Boltzmann方法(LBM)，發展空化流的LBM和大渦模擬(LES)的聯合模式，深入研究三維水翼空化流的若干細節及機理。首先，提出單組分多相流的LBM變碰撞鬆弛時間模型和相間作用力模型，發展基於LBM的LES的亞格子模型(SGS)，預測水翼的動力學特性，數值再現空化流的演化過程，建立一套方法來定量描述因相變引起的質量和動量的轉化規律。然後，構建三維貼體格線LBM模型，研究設計高解析度、高精度的並行算法，精確高效地模擬三維水翼的空化流動規律。最後，利用高速攝影、PIV對水翼空化流進行實驗觀測和測量，通過實驗結果驗證空化流模型的合理性和數值方法的可靠性。本研究將為空化流動研究提供一種新的方法，對微觀闡明空化流動機理和LBM的進一步發展，具有重要意義；同時，也為提高水力機械的能量性能和抗空化性能，為解決其他的類似難題作技術儲備。
結題摘要
化現象是液體從液相變為氣相的相變過程，經常出現於水力機械內。本研究通過理論分析、並行計算和實驗手段，利用多相流格子Boltzmann方法(LBM，lattice Boltzmann method)，發展空化流的LBM和大渦模擬(LES，Large Eddy Simulation)的聯合模式，深入研究水翼空化流的若干細節及機理。首先，提出單組分多相流的LBM多狀態方程模型和相間作用力模型，發展基於LBM的LES亞格子模型(SGS，Sub-Grid Scale)，預測水翼的動力學特性，數值再現空化流的演化過程，建立一套方法來定量描述因相變引起的密度和速度的轉化規律。同時，構建貼體格線LBM模型，研究設計高解析度、高精度的並行算法，精確高效地模擬水翼的空化流動規律。並利用高速攝影、PIV(Particle Image Velocimetry)對水翼空化流進行實驗觀測和測量，通過實驗結果驗證空化流模型的合理性和數值方法的可靠性。本研究將為空化流動研究提供一種新的方法，對微觀闡明空化流動機理和LBM的進一步發展，具有重要意義；同時，也為提高水力機械的能量性能和抗空化性能，為解決其他的類似難題作技術儲備。
