空化機理

《空化機理》是2013年12月1日國防工業出版社出版的圖書，作者是潘森森、彭曉星。

基本介紹

• 中文名：空化機理
• 外文名：Physical Mechanism of Cavitation
• 作者：潘森森、彭曉星
• 出版社：國防工業出版社
• 頁數：181 頁
• 開本：16 開
• 類型：科技
• 出版日期：2013年12月1日
• 語種：簡體中文
• ISBN：9787118095135

內容簡介

潘森森、彭曉星編著的《空化機理(精)》反映了當今國內外空化機理研究的優秀成果，對空化發生、發展和和潰滅的物理機理進行了全面論述，可作為船舶水動力學、水力學、水聲學等相關專業的高等教材。將空化理論與實際工程套用相結合是本書的一個特色，本書可作為從事船舶工程、水利工程、水力機械工程、水中兵器工程、石油天然氣工程、環保工程、醫藥工程、化工工程、以及航天工程和核工業工程等領域的技術人員處理空化問題的重要參考書。

結合空化研究的*成果和體現著者的學術思想是本書的另一特色。本書共分為八章：概論、空化核、空化初生機理、空化發展機理、渦空化機理、空蝕機理、空化相似與空化比尺效應、空化機理與工程套用。針對目前空化概念較為混亂的情況，第一章中專門從物理學觀點闡述了空化的內涵，給出了水動力學空化的定義。第二章在運用泡動力學理論論述空化核特性的基礎上，介紹了著者對空化核譜特徵和模擬的研究。第三章對空化初生的介質、低壓、低壓作用時間三要素進行了全面闡述，介紹了空化起始預報方法，並對著者們發展的模糊預報方法加以專門介紹。發展空化的機理是近年來空化研究的熱點，第四、第五章結合國內外*研究成果和著者的研究成果，對工程中常見的片空化、雲空化、超空泡，以及渦空化不同形態空化的結構和演化機理進行了論述。第六章則對空蝕發生的各種機理進行了闡述，包括了近年來群泡潰滅的研究成果。第七章從水動力學和泡動力學角度論述了空化相似，並介紹了著者提出的針對空化比尺效應修正的新方法。第八章給出了空化機理工程套用的方向和基本方法，希望能對有志於空化套用的工程技術人員有所幫助。

作者簡介

潘森森，1941年出生，1962年復旦大學物理系物理專業畢業，中國船舶科學研究中心退休研究員。長期從事與空化相關的試驗、研究、教育、工程及開發工作。

彭曉星，1963年出生，1984年清華大學工程力學系流體力學專業畢業，1987年中國艦船研究院碩士，2004年香港科技大學博士，現為中國船舶科學研究中心研究員，博士生導師。

圖書目錄

第一章概論

1.1空化現象

1.1.1歷史回顧

1.1.2空化外貌

1.1.3空化是禍也是福

1.2空化概念

1.2.1空化與沸騰

1.2.2空化的內涵

1.2.3空化的定義

1.3空化相似參數

1.3.1空化數的定義

1.3.2空化數的作用

1.3.3空化數的缺陷

1.4空化研究方法

1.4.1空化自身的特徵

1.4.2空化的試驗模擬

1.4.3空化的數值模擬

參考文獻

第二章空化核

2.1空化核的提出與氣核悖理

2.1.1空化核、氣核

2.1.2空化核模型

2.1.3運動平衡與“氣核悖理”

2.2氣核的慣性生長

2.2.1Rayleigh—Plesset（R—P）方程

2.2.2氣核的生長、潰滅與回彈

2.3氣核的質量輸運生長

2.3.1穿過泡壁的質量運輸方程

2.3.2分子擴散解和對流擴散解

2.4氣核沿其運動軌跡的生長

2.4.1Johnson—Hsieh（J—H）方程

2.4.2篩核效應

2.5空化核譜

2.5.1空化核譜比較

2.5.2氣核密度分布函式

2.5.3由氣核譜函式派生的幾個推論

2.6空化核群模擬與氣核播種

2.6.1空化核群模擬

2.6.2氣核播種

2.7以液體抗拉強度作為空化的介質參量

參考文獻

第三章空化初生機理

3.1空化初生要素分析

3.2空化初生的黏性效應

3.2.1邊界層流態特徵與空化初生的關係

3.2.2巨大的壓力脈動

3.2.3人為改變空化初生狀態

3.2.4黏性流動與空化初生關係

3.3空化初生的物面效應

3.3.1不平整表面

3.3.2孤立型粗糙對空化初生的影響

3.3.3均布型粗糙對空化初生的影響

3.3.4粗糙表面的空化初生

3.4空化初生的介質效應

3.4.1空化的介質參量

3.4.2介質因素與壓力場因素的相互作用

3.5空化初生的預報方法

3.5.1泡動力學預報方法

3.5.2壓力場預報方法

3.5.3模糊預報方法

3.6空化的模糊預報

3.6.1模糊空化系統

3.6.2空化核群的隨機模擬

3.6.3空化系統的空化特徵值

3.6.4模糊狀態轉移矩陣

3.6.5由模糊預報發展為空化初生預報專家系統

參考文獻

第四章空化發展機理

4.1空化發展的類型及特徵

4.1.1空化的分類

4.1.2影響空化發展的因素

4.1.3發展空化的研究方法

4.2片空化

4.2.1片空化的前緣

4.2.2片空化表面及幾何特性

4.2.3片空化的脫落與再生

4.3雲空化

4.3.1回射流與雲空化的形成

4.3.2雲空化演化及內部結構

4.3.3雲空化潰滅和空蝕風險

4.4超空泡

4.4.1超空泡的基本特徵

4.4.2通氣超空泡的形成

4.4.3穩定通氣超空泡泄氣模式與通氣量

4.4.4通氣超空泡的穩定性

參考文獻

第五章渦空化機理

5.1渦流動與渦空化

5.1.1渦流動的概念和特徵

5.1.2渦空化初生

5.1.3渦空化的形態和演化

5.2梢渦空化

5.2.1梢渦空化形成機理

5.2.2梢渦空化的發展演化

5.2.3梢渦空化抑制機理

5.3剪下空化

5.3.1剪下流動的特徵

5.3.2剪下空化的形成機理

5.3.3剪下空化結構特徵

參考文獻

第六章空蝕機理

6.1空蝕現象

6.2球形空泡潰滅的壓力

6.2.1球形蒸汽泡的潰滅

6.2.2泡內含氣量修正

6.2.3泡外介質參量影響

6.3微射流機理和衝擊波機理

6.3.1球形空泡的非球對稱潰滅與微射流

6.3.2球形空泡潰滅後的回彈與衝擊波

6.4群泡潰滅機理

6.4.1群泡潰滅的物理模型

6.4.2群泡漬滅的壓力傳遞

6.5其他空蝕機理

6.5.1空蝕是衝擊疲勞的結果

6.5.2空蝕初生

6.5.3空蝕的非力學機理

6.5.4影響空蝕的非材料因素

參考文獻

第七章空化相似與空化比尺效應

7.1空化數偏離回顧

7.2形式上完整的空化相似參數

7.2.1從泡動力學看空化

7.2.2空化數的低壓作用因素

7.2.3空化數的時間作用因素

7.2.4空化數的介質因素

7.2.5形式上完整的空化數表述

7.3比尺效應修正

7.3.1空化的比尺效應

7.3.2比尺效應修正

參考文獻

第八章空化機理與工程套用

8.1空化效應的興起

8.1.1空化效應的定義

8.1.2空化效應的理論依據

8.2空化效應的利用示例

8.2.1空化效套用於環保工程

8.2.2空化效套用於生化工程

8.2.3空化效套用於石油天然氣開採工程

8.2.4空化效套用於清洗切割工程

8.2.5空化效套用於其他工程

8.3提升空化效應利用效率的思路

8.3.1用空化理論指導

8.3.2採用合適的空化器

8.3.3設計合適的噴頭

8.3.4配合適當的環境條件

8.4空化降阻的套用——超空泡水下航行器

8.5工程中空化禍害的防治

8.5.1流體工程中的空化問題

8.5.2工程部件的空化性能設計

8.5.3不同對象按不同對策治理

8.6幾個工程中空化問題處理案例

8.6.1某水利工程孔板泄洪洞的空化問題

8.6.2某大型船塢進水閥的空化問題

參考文獻