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預測和減少流體空化對于很多工業應用都至關重要，包括船舶推進器。計算流體力學 (CFD) 可以用于預測流體空化并在設計流程早期探索備選設計。本白皮書探討船舶推進器空化仿真的重要方面。它評估準確仿真潛在錯誤的相對影響、如何降低其影響以及在比例模型物理測試過程中模擬全尺寸推進器的優勢所在。使用 CFD 仿真預測流體空化并降低其影響空化是由流體壓力驟降引起的，這樣液體就會產生相變和氣泡。

本研究使用仿真手段對旋轉槳的非空化噪聲進行研究。研究分為流體動力學仿真計算和聲學仿真計算，流體計算以縮比的DMPT P4119標準槳為研究對象。在穩態計算中，采用SST 湍流模型。瞬態計算采用大渦模擬(LES)湍流模型，計算不同工況下螺旋槳的水動力性能。所得流場結果與文獻中的試驗數據誤差在5%以內。

Yilmaz等[14]利用自適應網格法對名為The Princess Royal的船用螺旋槳葉尖渦空化起始和消失進行研究, 采用計算流體動力學(computational fluid dynamics, CFD)方法, 針對特定參數的螺旋槳進行空化試驗以驗證仿真數據的準確性, 但并未對空化起因與抑制空化方法進行深入研究。

［方法］首先，針對旋轉空化器楔形葉片的原始葉型進行改良設計，建立葉片改型前、后旋轉空化器的三維幾何模型；然后，基于 ANSYS Fluent 軟件對原始葉型和改良葉型空化器在不同轉速下的自然空化流場開展數值仿真計算；最后，根據計算結果對二者的水動力學特性進行對比分析。

挑戰/需求作者所在機構希望通過仿真工具探究電子膨脹閥不同開度下制冷劑的空化特性，靈活更改閥開度及閥芯結構，模擬開度和結構變化后空化現象、流量、氣相比例、湍動能及流動噪聲的變化；仿真結果需與實驗結果相近，從而為電子膨脹閥的結構優化和降噪設計節約時間與成本。

流體動力空化應用 水動力空化是一種很有前途的空化技術，可用作納米材料合成的有效工具。水動力空化已成功用于化學或物理過程，例如聚合和解聚、微生物細胞破裂和脂肪酸水解。它還用于水凈化。受控流體動力空化的應用包括生物柴油合成、生物質預處理、臭氧化、燃料脫硫、閥門操作、船用螺旋槳以及食品和飲料行業。 Cadence CFD 仿真工具可以幫助您分析流體動力空化對復雜的基于流體的機器系統的影響。

摘 要：超低溫球閥廣泛應用在LNG輸送管道系統中，但是超低溫球閥經常會發生空化現象。本文對LNG超低溫球閥中的空化現象進行了仿真分析，結果表明：隨著質量流量的增加，LNG在球閥管道中的速度越來越大，產生的壓降也越來越大；LNG超低溫球閥管道內部空化發生的位置主要位于焊接法蘭附近的縮口處，并且進口處的空化要比出口處的空化現象更加嚴重。

超聲空化過程是眾多空化氣泡的動力學過程,對單一空化氣泡的動態過程研究不僅是研究多個氣泡空化的起點,而且是研究系列超聲空化現象的基礎。其主要的控制方程如下：本模型調用系數型邊界偏微分方程和動網格，展示了氣泡在超聲空化過程中的變化：兩個周期振蕩過程中，氣泡的半徑與初始半徑比值的動態變化。

&nbsp;</span><strong style="color: rgb(89, 89, 89);">總結</strong><span style="color: rgb(89, 89, 89);">：通過仿真模擬定性地看到了水泵葉片高速運動時表面出現的空化區域。

</p><p><br></p><p>水下爆炸往往會引起非常嚴重的后果，因此，對比試驗，數值仿真是非常安全高效的研究方法。</p><p><br></p><p>Abaqus中提供了兩種計算水下爆炸問題的方法：“散波”法和“總波”法。“總波”法爆炸點須位于水域模型的外部，且它可以考慮到空化效應的影響，所以總波法比較適合模擬中遠場爆炸。

（a）體積分數云圖（紅色為水，藍色為空氣）（b）總阻力仿真結果與實驗對比 圖6 船舶靜水阻力計算 5） 新增多相流VOF空化模型（BETA版），可模擬空化現象在多相流VOF模型的基礎上，AICFD 2023R2新增Zwart空化模型（BETA版），可用于模擬旋轉機械中由于壓力快速改變引起的空泡產生和破裂現象（即空化現象），并評估空化對旋轉機械效率的影響

利用CFD計算獲得空化體積變化率和最大空泡半徑，利用聲功率公式計算并定性分析。另外，針對螺旋槳空化噪聲表達式，楊勇和熊鷹在文獻顯示噪聲頻率在高頻時空化噪聲比非空化噪聲聲功率級增加約20dB，獲得螺旋槳聲壓級經驗表達式。

4.4 隔膜泵流場仿真效果展示 下方為隔膜泵內空化效應預測和流場壓力動畫，隔膜泵進出口閥門匹配性不好的情況下，泵內的流動損失、空化等均會比較嚴重，本案例中泵閥的匹配性有待優化。

3、水輪機的空化 不同水頭、導葉開度下的空化狀態 空化-效率曲線計算 空化引起的壓力脈動 ANSYS軟件可以進行水輪機全流道空化流計算，得到內部兩相空化流場的詳細情況，預測水輪機的空化性能。

文章來源：合工仿真

以下采用行業專用流體仿真軟件CFDPro對單相水錘及兩相水錘進行仿真。行業專用流體仿真軟件CFDPro具有水錘及空化模擬功能，可基于可壓縮兩相流模型、耦合相變模型（空化相變和熱致相變），對管路、閥門中的復雜可壓縮流動相變問題進行模擬研究，以獲取設備中的臨界流動和壓力波動等結果。3、單相水錘單相水錘數值模擬比較簡單，只需將閥門的驟停看作墻邊界即可模擬。

Cradle CFD作為一款高精度多物理場仿真工具，借助重疊網格、流固耦合、聲學耦合等先進技術，能夠精準模擬閥門內部的復雜流場、傳熱過程及動態運動，有效助力智能閥門的優化設計。同時，針對軸向柱塞泵的氣蝕難題，Cradle CFD結合拉伸網格、多相流模型以及空化模型，實現了活塞運動與氣蝕過程的全流程仿真，從網格生成到侵蝕指數評估提供了完整的解決方案。