超小型泵非定常空化湍流的实验研究和数值模拟

本研究中，超小型泵是指叶轮直径为5～50毫米、输送液态介质的泵。因其空间尺度小巧, 超小型泵可用于一些极限领域及重要系统，具有极好的发展前景。本项目针对影响超小型泵运行稳定性的空化问题开展研究，通过空化性能实验及PIV实验揭示超小型泵空化不同于常规尺寸泵空化的特征，分析空化对超小型泵主要性能参数的影响和超小型泵内部非定常空化湍流特性；通过理论分析，建立空化两相湍流的双系数动态亚格子模式，并结合超小型泵空化特征，开展超小型泵空化两相湍流的DES计算，以充分把握超小型泵空化流的非定常性和发展机理。在此基础上，建立超小型泵的空化预测模型，确立超小型泵的抗空化设计准则。本项目的研究不仅可以充实超小型泵的优化设计方法、促进微通道空化的工程应用，而且将有助于完善和发展空化理论。所构筑的空化两相湍流模型和所采用的研究方法也适用于其它流体机械或类似问题。