水翼空化流场的调控和优化研究

为抑制水力机械中水翼绕流流场空化的形成和发展,通过对比分析NACA0009、NACA0012以及Clark Y 3种经典水翼不同攻角和空化数工况下的性能,获得型线优化思路,建立了新水翼。进一步地,在新水翼上布设多个流动控制结构,通过广义模式搜索算法进行快速优化设计,对空化流场进行整体控制和局部调控。研究结果表明：新水翼吸力面凸起高度介于NACA0012和Clark Y水翼之间,最大凸起高度位置后移;新水翼的空化性能和水动力性能提升,升阻比最大提高48.8%,空泡脱落和回射流发展得到抑制;在新水翼吸力面均匀布设的多个控制结构能够对回射流起到连续抑制作用,改善压力分布;通过优化算法实现了控制结构设计的精准快速寻优,优化后的水翼性能得到了进一步提升,升阻比继续提高4.8%～13.6%,空化厚度与长度减小。型线优化和添加连续流动控制结构实现了空化流场的整体和局部控制,是提高水翼的空化和水动力性能的有效方法。     

淹没空化水射流水下模拟实验装置的理论分析

在对影响淹没空化不射流性能因素的分析基础上,提出了实验室模拟水下切割的构想;计算分析了在高水深背景下的水下切割过程中,淹没水域环境的压力及温度变化,为模拟水下切割提供了实验依据。     

旋转水流消能及其空化特性

研究了高水头（Ｈ〉２００ｍ）泄水建筑物隧洞内部消能的一种新型消能工,将竖井与隧洞切向连接,在隧洞内形式螺旋形的旋转水流,这种水流结构可消散水流中大部分能量,使流向下游的水流剩余能量较小,减轻下游的消能负担和减少下游冲刷。这种消能工的最基本的水流形态环流,在其固体边壁存在着较大的离心力,其中心为大气压,整个水流不会出现负压,流速迅速降低,空化特性较好,不会产生空化与空蚀。还分析了旋转水流的消能机理、     

空化水射流研究现状及其应用

综述了高压水射流技术发展及应用过程,认为空化水射流是一种富有发展前途的高效新型射流．通过对空化水射流机理、空化数和冲击压力两个重要空化参数的分析,显示了空化射流的潜在优势．实验表明人工淹没空化射流具有较强的冲蚀效果,并克服了靶距范围的不足．简要介绍了该技术应用于火箭发动机内脏固体推进剂清洗工程的射流系统设计．     

超声空化场中的球旋转

根据P.Langevin对声辐射力的推算和C.Eckart的声流理论,实现了超声喷泉中一个球体的旋转和两个球体按相反方向的旋转,同时观察到这些球体的旋转随超声功率的增大而加速.这种由频率1.7 MHz和电功率45W的超声所产生的超声喷泉,可以看作是一种向上喷射的超声空化场,它拥有一种单方向的辐射力和对称的回旋声流,正是这种空化场所具有的这类典型的声学非线性特性才为球体的旋转提供了稳定的旋转力矩.     

超声功率对锡锑合金凝固组织的影响

超声处理是改善金属凝固组织、提高材料力学性能的一种有效方法。该文研究了不同功率的高能超声对锡锑合金凝固过程的影响，分析了高能超声细化凝固组织的机理。随着声声功率的增加，合金组织得到了均匀细化，偏析消除；但功率提高到一定程度，细化作用衰减。     

超声波处理有机废水的新进展

通过对有机废水的综合分析，介绍了超声波降解有机废水的作用原理和影响因素，比较了采用超声波单独处理法和超声波与催化剂、紫外光、电化学等联用法的不同及其各方法的应用现状，指出了超声波在处理有机废水中的研究机理和领域上潜在的发展空间。     

用流线迭代法计算龙抬头泄洪洞反弧流场

提出了一种求解龙抬头泄洪洞反弧段流场的新方法－－流线迭代法，该方法直接从流体的运动方程、能量方程连续方程出发、推导出简单的迭代公式，对各种不同类型反弧溢流曲线，均能方便地求得反弧的速度场，压力场和空化数分布，算例的计算结果与实测吻合良好，与标准ｋ－ε模型相比，精度相似，但计算效率明显提高。     

超声喷泉灼热的实验方法

本文提出了超声喷泉灼热的实验方法．并测量到由自来水组成的这种超声喷泉使塑料靶灼热到大约250℃的温度．作者认为，超声空化的热效应和机械效应的协同传递是这种超声喷泉的热现象的机制．     

高频超声空化场喷射枪

根据高频超声及其空化场的力、热效应,以及空化场聚束管和液-固界面的增强作用原理,提出、设计和制作了一种小型的高频超声空化场喷射枪.试验表明,它用于水下破解冰冻物品、高分子板材焊接和瓶装液体除气方面是可行的.