含水气界面水动力噪声计算方法研究与应用进展综述

旨在研究空化模型对实尺度螺旋桨空化模拟结果的影响。

运用伯努利方程预测螺旋桨空化发生时的转速,通过实船试验观察螺旋桨空化状况;采用CFD数值仿真螺旋桨空化状态,确定仿真中边界层网格厚度并在建立水动力模型后生成网格;模拟时的湍流模型分别选择标准$k - \\varepsilon$模型和Realizable $k - \\varepsilon$模型,空化模型分别选择Schnerr–Sauer（S–S）和Zwart–Gerber–Belamri（ZGB）模型;追踪记录螺旋桨表面最大气体体积分数并观察其气体分布情况,将数值仿真结果与试验结果对比,比较两种空化模型的模拟精度。

结果表明,相较于标准$k - \\varepsilon$湍流模型,使用Realizable $k- \\varepsilon$模型的空化区域明显与试验结果更为贴合。
对螺旋桨表面最大气体体积分数进行监测,发现湍流模型的选择对空化剧烈程度的影响不大,而使用S–S模型的结果明显高于ZGB模型。

研究表明,湍流模型对空化区域面积有较大影响,空化模型对空化的剧烈程度有较大影响,对螺旋桨空化仿真而言,Realizable $k - \\varepsilon $湍流模型的模拟精度高于标准$k - \\varepsilon $模型。