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申请/专利权人：华北电力大学

摘要：本发明公开一种对称翼型附近受限空泡溃灭行为预测方法、系统及设备，属于流体力学领域。该方法中求解选择的泡动力学模型，获得受限空泡任意时刻的空泡半径，可以分析空泡溃灭阶段的泡壁形变；计算对称翼型模型周围液体的附加速度，将附加速度和溃灭时刻的空泡半径带入建立的对称翼型附近受限空泡的Kelvin冲量理论模型中，即可预测受限空泡在溃灭时刻的射流大小和方向，实现了受限空泡在对称翼型附近的溃灭行为的准确预测。

主权项：1.一种对称翼型附近受限空泡溃灭行为预测方法，其特征在于，包括：确定位于对称翼型预设距离范围内受限空泡的受力模型；建立在对称翼型作用下受限空泡所在液体的附加速度表达式；所述附加速度表达式中的自变量为附加复位势；基于所述受力模型和所述附加速度表达式，建立所述受限空泡的Kelvin冲量理论模型；所述Kelvin冲量理论模型包括受限空泡的射流大小及方向的模型；选择一种对称翼型模型，并确定所述对称翼型模型周围液体的附加复位势表达式；求解所述对称翼型模型周围液体的附加复位势表达式，并将求解得到的附加复位势带入附加速度表达式，获得液体的附加速度；选择一种泡动力学模型，并求解选择的泡动力学模型，获得受限空泡任意时刻的空泡半径；根据液体的附加速度和受限空泡溃灭时刻的空泡半径，利用所述受限空泡的Kelvin冲量理论模型，预测受限空泡在溃灭时刻的射流大小和方向；其中，确定位于对称翼型预设距离范围内受限空泡的受力模型，具体包括：确定空泡在对称翼型预设距离范围内所受的力包括浮力以及边界作用于空泡的Bjerknes力；基于雷诺传输定理和伯努利方程，确定浮力以及边界作用于空泡的Bjerknes力的计算公式为：F′g＝∫Sp∞ndA＝ρgVey和式中，F′g为空泡所受浮力，F′Σ为边界作用于空泡的Bjerknes力，S为气泡表面，p∞为流体中的环境压力，n为从气泡壁向内的法向单位向量，dA为面积微元，ρ为液体密度，g为重力加速度，V为空泡体积，ey为竖直方向的方向向量，Φ为液体速度势，▽为梯度算子；将受限空泡看作一个柱形空泡，并根据柱形体积公式，将空泡所受浮力的计算公式转换得到受限空泡所受浮力的计算公式为：Fg＝ρgπhR2ey；式中，Fg为受限空泡所受浮力，h为受限空泡的高度，R为受限空泡的瞬时半径；利用Lagally定理简化边界作用于空泡的Bjerknes力的计算公式，获得边界作用于受限空泡的Bjerknes力的计算公式为：式中，FΣ为边界作用于受限空泡的Bjerknes力，为R对时间的一阶导数，gs0为格林函数项，s0为空泡位置坐标；令受限空泡所受浮力的计算公式与边界作用于受限空泡的Bjerknes力的计算公式一起构成位于对称翼型预设距离范围内受限空泡的受力模型。

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