针对非定常空化流动的多相可压缩求解器开发及应用 | |
英文题名 | Development and Application of a Multiphase Compressible Solver for Unsteady Cavitating Flow |
叶秉晟 | |
导师 | 王一伟 |
2019-05-27 | |
学位授予单位 | 中国科学院大学 |
学位授予地点 | 北京 |
学位类别 | 硕士 |
学位专业 | 工程力学 |
关键词 | 非定常空化流动,多相流,可压缩性,openfoam,pbcavitatingfoam |
摘要 | 高速跨介质航行器是一种具有前景新型海洋装备。它的工作环境较为复杂,涉及空化相变、空化湍流、多相流以及各相流体可压缩性。这四方面因素中仍然存留着前沿科学问题有待解决,但是作为重要研究手段的数值模拟技术受制于各大商业与开源软件未能提供良好求解器的现状。因此,开发用户自定义的求解器将为高速跨介质航行器相关科学问题的研究提供重要支撑工具。为此本文参考了开源软件OpenFOAM中多个现成求解器的实现方式,在其框架下开发了一款针对非定常空化流动的多相可压缩求解器PBCavitatingFoam。它采用了可压缩形式的压力-速度耦合算法,包含有多种空化模型,能够进行大涡模拟。该求解器首先完成了适用性验证,并在接下来被应用于空泡脱落机制以及自由面-空化相互作用这两个前沿问题的研究中,主要包含以下几方面工作: |
英文摘要 | The high-speed cross-medium marine vehicle is promising as a new kind of marine engineering equipment. Its working environment is complex as involving mainly four factors including cavitation phase change, turbulent cavitating flow and compressibility of each phase, which contain scientific problems need further explaination. However, corresponding numerical simulation, as one of the most important research methods, is limited by lack of available solvers in either commercial or open source softs. Therefore, development of a specific solver can provide an essential tool for investigating scientific problems for the high-speed cross-medium marine vehicle. And this thesis established a multiphase compressible PBCavitatingFoam solver for cavitating flow in the framework of open source OpenFOAM according to implementation of solvers it provides. This solver is pressure-based, possessing frequently-used cavitation models and being able to perform Large Eddy Simulation. Usability of this solver is first verified and then frontier problems are investigated, including shedding mechanism and interaction between free surface and cavitating flow. These works are as follow: |
索取号 | Mas2019-028 |
语种 | 中文 |
文献类型 | 学位论文 |
条目标识符 | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/79087 |
专题 | 流固耦合系统力学重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 叶秉晟. 针对非定常空化流动的多相可压缩求解器开发及应用[D]. 北京. 中国科学院大学,2019. |
条目包含的文件 | ||||||
文件名称/大小 | 文献类型 | 版本类型 | 开放类型 | 使用许可 | ||
硕士论文_叶秉晟_提交版.pdf(3681KB) | 学位论文 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | 请求全文 |
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