[发明专利]一种喷水推进器空泡流场获取方法

权利要求书

1.一种喷水推进器空泡流场获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、建立水域模块、进水流道模块、推进泵模块、喷口模块的三维模型，所述进水流道模块、所述推进泵模块和所述喷口模块组合为喷水推进器，所述喷水推进器与所述水域模块组合为流体计算域三维模型；

步骤2、通过网格生成软件划分所述水域模块、所述进水流道模块、所述推进泵模块、所述喷口模块的网格文件；

步骤3、将所述网格文件导入流体仿真软件进行组合为流体计算域，并设置计算边界条件和单相流体介质属性；建立所述流体计算域的流体力学模型，假设流体介质为连续性流体，且不考虑流体的可压缩性，流动过程中不涉及传热问题；

步骤4、建立考虑旋转效应修正的湍流模型，所述湍流模型采用SST CC湍流模型；

步骤5、获取所述流体计算域的单相流场数据。

步骤6、建立所述流体计算域的空泡流动计算流体力学模型，所述空泡流动计算流体力学模型采用均质流模型，所述均质流模型将汽、液两相混合物看作一种均匀介质，相间没有相对速度，流动参数取两相相应参数的加权平均；

步骤7、以步骤(5)所获取的所述单相流场数据作为初始值，进行所述流体计算域的空泡流动数值计算；

步骤8、基于所述流体计算域的空泡流动数值计算结果，获取所述推进泵外特性曲线和空化性能曲线等流场信息。

2.如权利要求1所述的一种喷水推进器空泡流场获取方法，其特征在于，所述步骤1中，所述水域模型的外形为长方体，长度范围为所述推进泵模块的直径的25-35倍，宽度范围为所述推进泵模块的直径的8-12倍，高度范围为所述推进泵模块的直径的6-10倍。

3.如权利要求1所述的一种喷水推进器空泡流场获取方法，其特征在于，所述步骤1中，所述水域模块、所述进水流道模块、所述推进泵模块、所述喷口模块通过三维建模软件完成，包括且不仅限于Pro/e、Solidwork、UG等三维软件。

4.如权利要求1所述的一种喷水推进器空泡流场获取方法，其特征在于，所述步骤2中，所述网格生成软件包括且不仅限于ICEM、Mesh、TurboGrid网格生成软件。

5.如权利要求1所述的一种喷水推进器空泡流场获取方法，其特征在于，所述步骤3中，所述流体力学模型为在笛卡尔坐标系下的基本控制方程，包括质量守恒方程和动量守恒方程，如下所示：

质量守恒方程

动量守恒方程

式中：u表示速度；x表示坐标；下标i和j表示笛卡尔坐标的方向，i＝1，2，3；x_i为笛卡尔坐标系分量；u_i为速度u与坐标轴x_i平行的速度分量；ρ表示流体密度；t表示时间；p表示压力；μ表示流体动力粘性系数；μ_t为湍流粘性系数。

6.如权利要求5所述的一种喷水推进器空泡流场获取方法，其特征在于，所述流体仿真软件包括且不仅限于CFX、Fluent流体仿真软件。