机床与液压

作者：陈德开，唐文献，陆亚琳，曹秀清，周磊

单位：江苏科技大学机械工程学院；江苏科技大学机械工程学院；江苏海狮机械股份有限公司；江苏科技大学机械工程学院；江苏科技大学机械工程学院

关键词：空化射流;数值计算;动力学模态分解;重构流场

基金：2021年度张家港市科技计划项目（ZKC2108）

空化水射流具有流速高、湍流强等特点，其空化流动结构十分复杂。因此，准确、快速地从非定常流场的海量数据中提取关键信息，并分析空化水射流的流动特性十分必要。基于FBDCM模型对RNG 模型的湍流黏度进行修正，并考虑剪切应力对空泡形成的影响，对空化模型进行修正，与试验结果进行对比；采用动力学模态分解（DMD）方法对空化流场的空泡体积分数场进行模态分解。结果发现：1阶模态为平均流场，是流场的主要结构；2阶模态与空化云周期性脱落、溃灭的动力学行为有关；3、4阶模态表现出流场的高频行为；随着进口压力的增大，空泡脱落与溃灭的演变程度越来越剧烈，空泡尺寸与空穴长度逐渐增加，而2阶模态的频率逐渐降低，使得空化射流的流动周期变长。最后，将DMD重构流场与真实流场进行对比发现，随着进口压力的增加，DMD重构流场的误差增大，不过重构流场的最大误差仍低于1%，表明DMD方法能够准确地提取空化流场的流动特征。

来源：2024年第18期

《机床与液压》期刊编辑部

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