不同温度水体空化水动力脉动特性的试验研究-论文.pdf

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1、第50卷第8期机械工程学报VO1．50NO．82014年4月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGApr．2014DoI：lO．3901／JME．2014．08．174不同温度水体空化水动力脉动特性的试验研究木时素果，2王国玉胡常莉高德明f1．北京理工大学机械与车辆学院北京100081；2．北京机电工程研究所北京100074)摘要：为研究热力学效应对空化水动力脉动特性的影响，采用试验的办法研究温度为279K、298K和318K时绕水翼的非定常空化流动特性。试验在闭式水洞中进行，采用高速摄影的方法观察不吲温度卜绕水翼的空穴形态，采用测力系统测量水翼受到的

2、升阻力，并对升力信号进行频谱分析，得到水翼升力存非定常化阶段的频率特征。结果表明，相同空化数条件下，随着温度的升高，平均升阻力系数降低，升力系数波动程度降低；温度对升阻力系数的影响随着空化数的升高而降低。在不同的空化发展阶段下，温度对升力系数影响的规律不同，宅化形成和片状窄化阶段，温度对升力系数影响较小；云状空化阶段，温度对升力系数影响较大。之所以出现上述规律是因为存同一空化数下，随着温度的升高，空化区域减小；而空化区域越大，温度对空化流动的影响则越大。关键词：热力学效应；温度；空化；动力特性；频率中图分类号：TV131ExperimentalStudyonHydrodyn

3、amicCharacteristicsofCavitatingFlowsaroundHydrofoilunderDifferentWaterTemperaturesSHISuguo·WANGGuoyuHUChangliGAODeming(1．SchoolofMechanicalandVehicular,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081；2．BeijingElectro-MechanicalEngineeringInstitute，Beijing100074)Abstract：Inordertostudythelnfluen

4、ceofthetherlTlaleffectonhydrodynamiccharacteristicsofcavitatingflows，theunsteadycavitatingflowsaroundaClark—Yhydrofoilunder279K，298Kand318Kconditionsarerespectivelyinvestigatedexperimentally．Experimentsarecarriedoutinarectangulartestsectionofacavitationtunne1．Ahigh—speedvideocameraisusedto

5、visualizetheunsteadycavitatingflowpattems，andtheliftanddragcoeficientsaremeasuredbydynamicsforcemeasurementsystem．Thespectralanalysisofthemeasureddataisconductedandthespectrumcharacteristicoftheliftforcearoundthehydrofoilisobtained．Theresultsshowthatwhenthewatertemperatureisincreased，theav

6、eragevaluesofliftanddragcoeficientsdecreaseaswellastheliftfluctuationtendstobemildbykeepingthecaviationnumberconsistent．Theinfluenceontheliftanddragcoeficientsbytemperaturesbecomesweakenwithincreasesofthecavitationnumber．Thefluctuatingscaleoftheliftcoeficientiscorrelatedtotheunsteadycavity

7、closely．Thetemperaturehaslittleefectonthefrequencyofliftwhenitiscavitationinceptionorsheet．Butwhencloudcavityappears，thetemperaturegreatlyaffectsonthefrequencybasedonlift．Tointerprettheconclusionsabove，itisinferredthatwhencavitationnumberisconstant，thecavitati