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      基於歐拉-拉格朗日方法的空化多尺度流動特性研究取得新進展
      通訊員: 科技與學科辦公室  發佈時間:2022-06-22  點擊數:

      空化是水利水電、船舶海洋、水中兵器等工程中的一種常見水動力學現象,往往伴隨着性能下降、振動增強、空蝕破壞等不利影響,嚴重影響水力機械及水工建築物的安全、高效運行,一直是水動力學領域關注的重點和難點課題之一。然而,空化作爲一種宏觀空穴演變與微觀氣泡行爲相互耦合的多尺度複雜非定常流動,對空化流動的數值模擬方法提出了巨大的挑戰。

      爲此,季斌教授課題組在開源OpenFOAM平臺上,提出並構建了一套基於歐拉-拉格朗日方法的多尺度空化流動精細模擬程序。對繞水翼的外部空化流動和工業噴管內部的空化流動進行數值模擬研究。分析了非定常空化流動的多尺度結構特徵,揭示了宏觀空化流動對微觀氣泡團的影響規律,進一步基於流場中近壁面氣泡信息,提出了一種考慮氣泡非對稱坍塌效應的空蝕預報方法,闡明瞭空蝕破壞的微觀機理。該研究成果爲深入研究空化不穩定性機制提供了一種可靠方法。該研究成果分別以“Euler-Lagrange study of cavitating turbulent flow around a hydrofoil”和“Numerical prediction of cavitation erosion risk in an axisymmetric nozzle using a multi-scale approach” 爲題,發表在國際流體力學頂級期刊《Physics of Fluids》上,課題組博士生王紫陽爲論文第一作者,通訊作者爲季斌教授,合作者包括武漢大學程懷玉博士後,其中論文“Numerical prediction of cavitation erosion risk in an axisymmetric nozzle using a multi-scale approach”被主編選爲當期的Featured Article文章,並在Physics of Fluids主頁重點展示。該研究工作得到了國家自然科學基金、中國博士後科學基金等的項目資助。

      基於多尺度方法的非定常空化流動模擬結果

      論文鏈接:http://doi.org/10.1063/5.0070312http://doi.org/10.1063/5.0095833

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