基于混合型欧拉-拉格朗日粒子追踪系统的空泡辐射噪声预报方法

为了更为完整的模拟空泡运动过程中的辐射噪声，申请者拟采用欧拉-拉格朗日方程建立空泡运动轨迹的粒子追踪系统，求解任意时刻空泡质点的空间位置和运动速度，并求解此时空泡所受的特定的外部激励场，结合局部坐标系下空泡辐射噪声的求解方法，建立一套特定条件时局部坐标系下空泡产生、膨胀、溃灭过程和全局坐标系下空泡质点运动相结合的完整的空泡辐射噪声的数值计算模型。

为了更为完整的模拟空泡运动过程中的辐射噪声，课题组采用了欧拉-拉格朗日方程建立空泡运动轨迹的粒子追踪系统，求解任意时刻空泡质点的空间位置和运动速度，并求解此时空泡所受的特定的外部激励场，结合局部坐标系下空泡辐射噪声的求解方法，建立了一套特定条件时局部坐标系下空泡产生、膨胀、溃灭过程和全局坐标系下空泡质点运动相结合的完整的空泡辐射噪声的数值计算模型。本项目主要完成了以下研究内容.（1）利用欧拉一拉格朗日方法，建立了用于预测流体中空泡分布规律的三维模型型。该模型能够跟踪单独的气泡轨迹，从而获取更多的界面力信息；同时气泡尺寸及其表面变化规律可以作为参数引入模型，使之成为空泡辐射噪声预报方法和欧拉-拉格朗日粒子追踪方法的结合点。.（2）分析了空泡运动时的各项受力表达式，建立了欧拉拉格朗日方法下的气液两相间的耦合关系，预测一定尺寸范围内气泡的分布规律；进而给出近避免群体空泡的辐射噪声。 .（3）面对脉动激励场中的空泡运动性态、近壁空泡群相互干扰、气液两相流动辐射噪声等问题，研究其内在的强非线性和非定常性，以势流理论为基础，结合粘性流体力学及水声学，进行详尽的分析，并最终建立定量的数值求解方法，并保证一定的求解精度。