摘要：水工建筑物结构水力设计中通常涉及防空蚀设计,一般规定水流空化数σi<0.3的区域或者流速大于15 m/s的部位要进行防空蚀设计。水工建筑物不同部位结构,初生空化数不同,该值的分析一方面通过理论计算,另一方面则是通过减压模型试验,试验不可避免地存在比尺效应。对目前国内外初生空化数的计算公式加以总结,指出不同公式的优缺点及适用条件;对初生空化的比尺效应进行相应归纳,为模型试验测定初生空化数提供新的思考方法;同时总结了水工建筑物不同部位初生空化判断标准,为相应的设计研究提供具体详细的指导。

摘要：为减小空化对水下装备性能带来的不良影响,开展了空化抑制方法的研究。采用均相流模型并耦合SSTγ-Reθt湍流模型以及Zwart空化模型对带有微型涡流发生器(micro vortex generator,MVG)的水翼在不同攻角下(4°、6°、8°)的初生空化流动进行了数值模拟。研究结果表明:MVG可以明显提升水翼近壁流速且使边界层厚度有所增加;MVG对边界层分离特性的影响规律受来流攻角影响较大,当MVG位于分离点之前时(4°攻角)分离涡尺度减小,而位于分离点之后时(6°和8°攻角)分离涡尺度增大;3种攻角条件下,MVG均能够明显降低水翼的初生空化数,相比之下,8°攻角时初生空化数的降幅最大,表明MVG对空化的抑制效果受攻角的影响较大。研究成果可为工程实践中抗空化性能的设计提供一定的理论参考。

摘要：为了研究离心泵内部复杂的三维空化特性，采用改进的空化模型和湍流模型中的Standard κ-ε模型和修正的RNGκ-ε模型，对离心泵内部有、无空化流动进行了计算和分析，得到了设计工况下初生空化、发展空化和严重空化时叶片吸力面和压力面上的压力，并与无空化做了对比，提出了空化初生判定准则，系统划定了离心泵的空化区域。结果表明，随着进口压力的降低，空泡首先出现在叶片进口的吸力面，然后沿着叶片型线运动，形成附着空泡，进而空泡尾迹脱离主流，偏向压力面，堵塞部分流道，最终占据全部流道，使液流断裂；设计工况下初生空化数（σ=0．3067）和严重空化数（σ=0．0281）相差一个数量级；从叶轮子午面上看，空泡首先在靠近后盖板处出现，逐步向前盖板运动，并附着在前盖板圆弧附近；离心泵空化细分为初生空化、临界空化、发展空化、完全空化、断裂空化5个空化过程。

摘要：由于吸水室的几何形状决定了叶轮进口的速度分布,对泵空化性能具有重要的影响。针对一单级单吸离心泵配套的直锥形、半螺旋形、环形3种不同结构的吸水室,采用数值方法研究分析3种不同结构的吸水室内部流动变化对离心泵空化性能的影响。结果表明:直锥形吸水室相比于其他2种吸水室,对叶轮空化性能影响最小,初生空化发生在与蜗壳隔舌对应流道的下一个流道的叶轮叶片进口背面。半螺旋形吸水室出口速度增加且不均,液体以较高速度流入叶轮,使得对应径向位置的叶片进口背面首先发生初生空化。环形吸水室左右两侧内均产生漩涡与回流等现象,吸水室出口处靠近入口侧速度较大,使得叶轮叶片进口背面压力减小易于发生空化。在临界空化工况下,半螺旋吸水室与环形吸水室叶轮进口处产生的空泡在流道进口之间发生蔓延,其环形吸水室叶轮进口最为明显,对泵空化性能影响最大。该研究结果对泵叶轮进口流动设计和吸水室结构设计具有一定的理论价值。

摘要：基于非稳态雷诺平均N-S方程方法(Urans),对面积比为8.16的射流泵内不同空化阶段的非定常气液两相空化流动过程进行了数值模拟,包括射流泵内空化初生、空化发展及剧烈空化等不同过程的空化流动.捕捉到了气泡从射流边界层内初生,随着主流一起向下游流动、分裂、聚合、膨胀及消失的过程,模拟结果与试验观测一致.计算所得到的初生空化数也与试验值基本一致.模拟所得到的不同出口压力下的气相体积分数分布以及汽蚀流量比的变化表明:当射流泵工作压力与吸入压力固定时,射流泵出口压力越低,汽蚀流量比越小,同时流量比越接近汽蚀流量比,空化也越严重.

摘要：讨论了形成初生空化数比尺效应的水动力原因及热动力原因,从Rayleigh-plesset泡动力方程出发建议了初生空化数比尺效应的修正方法,用减压模型测定了某水库底孔事故平板门槽及泄槽突扩跌坎后的模型初生空化数KiM及给出了经空化比尺效应修正后的原型初生空化数Kip。

摘要：本文通过系列比尺模型研究了中、低佛氏数下掺气分流墩墩头动水壁压及空化特性，得到墩头时均和脉动壁压的分布规律、脉动壁压概率分布及墩头初生空化数等。研究结果表明，墩头脉动壁压概率分布服从正态分布；在墩后充分供气时墩头不产生空蚀及共振破坏。

摘要：为了探究叶轮流道入口喉部面积对离心泵空化性能的影响,以某型号离心泵为研究模型,通过修改叶片包角和方格网流线构建了4组具有不同叶轮流道入口喉部面积的叶轮,基于RNG k-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,对4组模型泵方案的空化性能进行数值模拟。研究结果表明:在保持叶轮流道出口面积不变的前提下,叶轮流道入口喉部面积增大,初生空化余量NPSH_i与临界空化余量NPSH_r的变化存在相反的趋势,两者之间没有倍数关系;临界空化余量NPSH_r主要与叶轮流道面积的变化趋势有关,宽敞流道有利于降低离心泵的临界空化余量,提高空化严重时的断裂扬程;初生空化余量NPSH_i与叶轮进口几何形状有关,为获得较小的初生空化余量,在水力设计过程中,须采用使入口喉部面积减小的措施。