空泡群潰滅的細觀機理研究

《空泡群潰滅的細觀機理研究》是依託浙江大學，由張凌新擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：空泡群潰滅的細觀機理研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：張凌新
• 項目類別：面上項目

項目摘要

空化現象普遍出現在以液體為介質的流體運動中。儘管研究人員已做了許多努力，但至今空化領域依然存在一些急待解決的問題。空泡群潰滅是空化過程中的重要基礎問題，但是這一複雜過程由於涉及到從細觀到巨觀的多層次動力學問題，目前對其機理仍缺乏充分的理解。本項目擬從細觀動力學角度出發，通過界面捕捉方法數值模擬三維可變形空泡的潰滅過程，研究在泡-泡耦合作用下空泡形態演化、壓力波產生及壓力波傳播規律，揭示空間參數和環境參數變化對泡群潰滅速率的影響關係，進而為完善現有巨觀空化模型提供理論支持。

結題摘要

自從Rayleigh建立了球泡運動方程，單泡理論已逐步得到完善，該理論已成為研究空泡運動、巨觀空化模型的基礎。然而以輸運方程空化模型為代表的現代空化模型，在建模中僅考慮單泡運動影響，而忽略了空泡之間的相互作用，存在不可避免的缺陷。另外，在多泡情況下，空泡運動不再保持球形，很難用簡化理論去描述它，因而需要藉助於數值方法來研究空泡運動的細節流場。本項目採用數值模擬方法，在細觀層面研究了空泡的運動，計算中分別採用了氣體泡模型和蒸汽泡模型，從單泡、多泡到泡群的潰滅，展示了空泡間的強耦合作用，探討了泡與泡之間的作用機制、影響因素。通過對蒸汽泡群運動的模擬，探討了密集泡群的獨特運動規律，在此基礎上，建立了一種新的空化模型。