已有空化研究側(cè)重于空泡形態(tài)、漩渦脫落和壓力脈動(dòng)等方面,尚未開展空化流場(chǎng)動(dòng)力學(xué)模態(tài)的研究。通過試驗(yàn)測(cè)量、數(shù)值模擬和動(dòng)力學(xué)模態(tài)相結(jié)合,對(duì)文丘里管空化流動(dòng)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)及模態(tài)進(jìn)行研究。試驗(yàn)測(cè)量獲得文丘里管空化流動(dòng)時(shí)空演變規(guī)律,得到空泡脫落周期為0.019 5 s。數(shù)值模擬采用質(zhì)量輸運(yùn)空化模型,得到空泡脫落周期為0.02 s,與試驗(yàn)吻合較好,驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性和可靠性。非定常流場(chǎng)表明,空泡與旋渦存在相互作用,反向射流引起了空泡脫落。應(yīng)用動(dòng)力學(xué)模態(tài)分解方法獲得空化流場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)模態(tài),結(jié)果表明四個(gè)主導(dǎo)模態(tài)頻率與空化脫落頻率存在倍數(shù)關(guān)系,頻率較大的模態(tài)尺度較小。平均流場(chǎng)模態(tài)結(jié)果發(fā)現(xiàn)文丘里管喉部存在反向射流,其他三個(gè)模態(tài)揭示了空化發(fā)展和脫落的結(jié)構(gòu)特征,并發(fā)現(xiàn)空化云向下游運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)周圍流體存在卷攜作用。動(dòng)力學(xué)模態(tài)分解能夠準(zhǔn)確捕捉空化流動(dòng)中的主要?jiǎng)恿�學(xué)特征。

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本文編號(hào)：3988904