农业机械学报

作者：耿琳琳，方海渊，曹彦涛，郑恩慧，李宁

单位：中国船舶及海洋工程设计研究院;江苏大学,江苏大学,中国船舶科学研究中心,中国船舶科学研究中心,中国船舶及海洋工程设计研究院,

关键词：NACA0009三维扭曲水翼;能量传递效率;空蚀能量;空蚀载荷

基金：国家自然科学基金青年科学基金项目（52409115）、江苏省青年科学基金项目（BK20220538）和喷水推进技术重点实验室开放基金项目（JCKY2024206D002）

准确表征易空蚀区域是水力机械设计及提高其工作寿命的有效措施，也是空蚀数值预测的关键难点。采用基于密度修正的SST k-ω湍流模型及Sauer空化模型对NACA0009三维扭曲水翼进行非定常空化数值计算，通过对比空穴脱落频率及实验中空穴瞬态特征验证了当前空化模拟的准确性。并考虑能量传递效率构建了空蚀能量从流场空间辐射至壁面的能量传播关系，从而预测出壁面空蚀载荷。通过对比不同瞬时时刻的壁面空蚀能量及空蚀载荷发现：由于空蚀载荷综合考虑了全流场空间中空蚀能量对于壁面的侵蚀影响，预测出了更大范围的空蚀强度覆盖区域；时均12个周期内每个瞬时时间步所产生的壁面空蚀强度，进而得到了壁面时均空蚀强度分布，并将空蚀能量与空蚀载荷得到的壁面时均空蚀强度与空蚀实验结果对比发现，基于能量传递效率预测得到的时均空蚀载荷覆盖区域与实验结果更加吻合，确定了能量传递效率在空蚀数值预测中的必要性。

来源：2025年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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