參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual

算例說明

本案例模擬了低入口壓力條件下的管道內空化現象。

計算域：L1=1.60cm，L2=3.20cm，r1=1.15cm，r2=0.40cm

物質屬性：水密度為1000kg/m3，粘度為0.001kg/m-s；水蒸汽密度為0.02558kg/m3，粘度為1.26e-6kg/m-s

邊界條件：入口壓力為250000Pa，出口壓力為95000Pa，溫度為300K，汽化壓力為3540Pa

網格劃分

采用矩形網格，網格數量為3525

計算設置

本次計算為穩態軸對稱計算。

• 物質屬性
  

計算物質設置為水和水蒸氣，設置它們的密度等參數

• 多相流模型

（1）選擇Mixture多相流模型

（2）主相設為水，次相為蒸汽

（3）激活空化模型

• 湍流模型
  

選擇標準k-epsilon模型

• 邊界條件

（1）設置壓力入口邊界條件

（2）出口邊界采用壓力出口邊界條件

（3）計算域下邊緣為對稱軸，上側壁面為無滑移邊界

• 求解控制

（1）求解方法

（2）松弛因子

計算結果

• 計算域云圖展示
  

（1）速度云圖

（2）水蒸汽體積百分比云圖

• 計算值與實驗值對比

流量系數數值對比，流量系數=質量流量/（界面面積*sqrt（2*密度*進出口壓差））

參考文獻

W.H. Nurick, “Orifice Cavitation and Its Effects on Spray Mixing”. Journal of Fluids Engineering, Vol.98, pp. 681-687, 1976