跨临界低温流体汽蚀特性研究

汽蚀是指液体流动过程中压力降低到接近饱和压力而相变汽化的过程。本课题用计算流体力学(CFD)和实验研究的方法，以文氏管为研究对象，研究亚临界/超临界低温流体的汽蚀特性，深入探讨液氮/液氢在文氏管中气泡形成、发展、破裂和重液化过程的物理机制，阐明边界/几何条件、变物性等与汽蚀现象的内在联系，研究液氢可压缩性对流场、温度场的影响，最终得到可用于一般低温流体机械汽蚀特性优化设计的汽蚀模型。同时修正用不可压缩流体伯努利方程推导得到的文氏管流量计算公式，总结出物理意义明确、准确的液氮/液氢汽蚀文氏管流量计算公式，阐明汽蚀亚稳态特性导致的文氏管出口流量波动规律及影响，优化文氏管设计，为文氏管及诱导轮等汽蚀部件在以液氧/液氢为推进剂的大推力液体火箭发动机上的应用奠定理论基础。