涡轮泵内的三维非定常空化机理与能量转化特性的研究

涡轮泵是火箭发动机中最重要、最昂贵的关键部件之一,研究涡轮泵内的空化非定常流动特性，不但具有重要的科学意义，还具有重大的国防意义。在一定的运行工况下,涡轮泵内局部压力可能低于饱和压力,导致工质空化。空化增大了工质的容积流量,引起流道阻塞,诱发噪声及振动,严重影响了涡轮泵的流动性能及运行可靠性。空化流场中,不可压缩液体与可压缩气体的非定常流场并存;流场中的相变导致了复杂的热物理过程;汽泡壁附近密度变化巨大,流场不连续。要对如此复杂的物理现象准确模拟,现有的计算流体力学方法是有难度的。本项申请将采用以压力、速度与焓为原始变量的新的预处理技术,以能量方程取代传统的非物理的空化模型,从理论上较系统地建立一套解决空化流动问题的方法,并应用这一方法,详细研究涡轮泵内的空化非定常流动细节及能量的转换与传递特性。