空化泡和超空化泡流动理论及应用

分類: 图书,工业技术,一般工业技术,
作者: 王献孚编著
出 版 社: 国防工业出版社
出版时间: 2009-2-1字数:版次: 1页数: 211印刷时间:开本: 32开印次:纸张:I S B N : 9787118061215包装: 精装内容简介
空化泡(Cavitation)简称空化或空泡,是工程科学中一个重要论题。本书对空化泡和超空泡流动现象的理论及应用的近代发展作出了较全面的论述,为进一步研究和学习这一论题提供了必要的基础。
本书虽有大量理论分析,但重点仍在于应用,并以将“空化泡和超空化泡”作为一种技术加以利用为宗旨。为此,全书对空化机理和空泡流的分析都同样重视,而对经典理论与近代发展则以叙述后者为主。内容包括:空化现象引论、气泡动力学、超空泡流动理论及应用、试验空泡水洞、数值空化水洞和空化技术。
本书在内容取舍上力求精炼和注重应用,在理论表述上深入浅出,推理清楚,物理概念明确,通过学习,能有效地提高本学科的学术素养水平和研究水平。
本书可作为舰船设计、水下兵器、流体力学、水力机械、船舶制造和维修、石油、化工、制药、环境保护、材料科学、生物工程等有关专业的工程技术人员的参考书,并可作为有关专业大学本科高年级学生与研究生选修课教材。
目录
第1章空化泡现象引论
1.1空化泡现象和空化数
1.2游移空化气泡
1.3层状空化泡和云状空化泡
1.4超空泡
1.5涡空化
1.5.1 梢涡空化
1.5.2剪切流中涡空化
1.6振动空化
第2章空化气泡动力学
2.1球形空化气泡的生长和溃灭
2.2近固壁面的空化气泡生长和溃灭
附录:轴对称格林函数的计算
2.3云状空化多个气泡的生长和溃灭
2.4利用气泡动力学对空化泡初生的预测
第3章超空泡流动理论及应用
3.1 自然超空泡和人工通气超空泡
3.1.1概述
3.1.2人工通气超空泡产生的方法
3.1.3通气超空泡的不稳定性和气体泄漏
3.1.4超空穴闭合的理论模型
3.1.5定常轴对称超空泡流动的近似计算
3.2超空穴的控制和物体超空泡运动的稳定性
3.2.1超空穴尺度控制
3.2.2绕物体超空泡流动时其空穴的可能形式
3.2.3物体超空泡运动纵向(垂向平面)稳定性分析
3.2.4物体超空泡运动横向(水平面)稳定性分析
3.3Logvinovich独立原理及应用
3.3.1Logvinovich独立原理
3.3.2 重力场中超空穴
3.3.3非定常超空泡流
3.4超空泡流中边界元方法应用
3.4.1 定常轴对称物体超空泡流
3.4.2三维定常超空泡流
3.4.3非定常三维超空泡流
3.5应用边界元法计算物体在超空泡运动时附加质量和阻尼系数一
3.5.1扰动势的运动学边界条件
3.5.2扰动势在空穴面上动力学边界条件
3.5.3扰动势的边界积分方程式
3.5.4附加质量系数
3.5.5轴对称空化器首荡(surge)运动的算例
3.6超空泡流中细长体理论应用
3.7超空泡螺旋桨和穿透自由表面的螺旋桨
3.7.1 超空泡螺旋桨流场计算(势流算法)
3.7.2 穿水式通气螺旋桨数值模拟
第4章试验空泡水洞
4.1相似律和尺度效应
……
第5章数值空泡水洞
第6章空化技术
参考文献
主题词索引
书摘插图
第1章 空化泡现象引论
1.1空化泡现象和空化数
空化泡是液体流动在一定压力和一定温度下发生的汽化(出现含汽空泡)或气化(出现含气或含气与含汽混合的空泡)现象,前者称为含汽型空化泡(Vaporous Cavitation),后者称为含气型空化泡(gaseous cavitation),并统称为空化泡,常简称为空化或空泡(根据习惯,本书亦将混合使用这些名词)。所以,空化或空泡就是指液流中出现空化气(汽)泡及其发展的一种现象。每当降低液流压力、增大液流速度或提高液体温度等,都可促使液流发生空化。在常温条件下,当环境压力低于0.02MPa时,静态的水就会汽化。水中微气泡或浸湿物面缝隙中的微气泡,在水流中压力低于某一临界值时,这些微气泡的体积会突然增长形成含气型空化泡。
空化是水流或液流在低压处突然发生的空泡(汽化或气化空穴)现象,空化的初生(cavitation inception)不仅与流体的汽化压力有关,还与液体中气核的大小和数量有直接关系。众多试验研究已表明,突发性气泡生长取决于气核大小、表面张力和粘性效应等多种因素。水中微气泡和水中夹杂的固态微颗粒都是产生空化的气核,在自然界中河水或海水中,微气泡是气核的主要成分。由于水中气核大小与数量的分布常常是不确定的,因此使每个实验室在空泡水洞试验中所作出的空化初生的空化条件(空化数)有很大差别。即使是同一物体在同一设备中多次重复试验的空化条件也常常各不相同。……