發(fā)動(dòng)機(jī)水下排氣氣泡運(yùn)動(dòng)特性研究.pdf

1、氣泡運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象存在于許多自然現(xiàn)象和工程實(shí)際中，如水輪機(jī)和水泵的空化空蝕、船舶螺旋槳的水流空蝕、氣液兩相流和艦船水下排氣等。鑒于此，本文以某發(fā)動(dòng)機(jī)水下排氣氣泡為對(duì)象，探討了發(fā)動(dòng)機(jī)水下排氣氣泡運(yùn)動(dòng)特性，包括發(fā)動(dòng)機(jī)水下氣泡生成機(jī)理及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律；單氣泡在水中的相變過程和運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，不同初始位置的雙氣泡在水中的運(yùn)動(dòng)特性；隨機(jī)多氣泡的生成機(jī)理及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律；含有可溶性組分的氣泡在水中的溶解現(xiàn)象及過程。
　　首先，建立了氣泡生成的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用VOF

2、方法模擬氣液兩相交界面，結(jié)果表明：?jiǎn)蝹€(gè)氣泡的生成經(jīng)歷了出現(xiàn)、緩慢生長(zhǎng)、快速生長(zhǎng)和脫離四個(gè)階段；在表面張力作用下，氣泡內(nèi)部壓力均勻分布且明顯高于氣泡外部壓力；基于數(shù)字圖像處理算法提出了一種計(jì)算單氣泡體積及其運(yùn)動(dòng)軌跡的方法；當(dāng)針孔直徑一定時(shí)，隨著氣流速率增大，氣泡脫離時(shí)間減小，且減小趨勢(shì)放緩，而氣泡生成體積總的來說呈增大趨勢(shì)；當(dāng)氣體流速相等時(shí)，孔徑越小，氣泡脫離時(shí)間越長(zhǎng)，氣泡生成體積越大。同時(shí)，還研究了表面接觸角、液體粘性系數(shù)和液面參考?jí)毫?/p>

3、對(duì)氣泡生成特性的影響。
　　其次，研究了氣泡水下運(yùn)動(dòng)特性，研究發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)蝹€(gè)氣泡在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其形狀由球形逐漸變?yōu)殚蠙烨驙?，并且左右擺動(dòng)上升，其運(yùn)動(dòng)形狀為一條類S型曲線；不同初始位置氣泡運(yùn)動(dòng)過程中可能會(huì)發(fā)生碰撞、聚合與破碎現(xiàn)象；基于Journal功能，通過C語(yǔ)言編程方法生成了具有隨機(jī)特性的氣泡群；隨著液體相對(duì)黏性的增大，氣泡運(yùn)動(dòng)軌跡左右擺動(dòng)幅度越來越小，最后近似于一條豎直的直線；液體表面張力起著維持氣泡形狀的作用，表面張力過小氣泡迅速