浙江理工大学李林敏获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江理工大学申请的专利一种基于空泡溃灭势能的空蚀风险预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115422852B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210966914.8,技术领域涉及:G06F30/28;该发明授权一种基于空泡溃灭势能的空蚀风险预测方法是由李林敏;裴承乾;徐金秋;李晓俊;朱祖超设计研发完成,并于2022-08-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于空泡溃灭势能的空蚀风险预测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于空泡溃灭势能的空蚀风险预测方法,包括以下步骤:建立基于空泡溃灭射流中所蕴含势能的空蚀风险评估方法;S2、利用建模软件对计算域进行建模,并对其进行网格划分;选择相应的湍流模型和空化模型求解所给选定计算域中的非定常空化流动;进行空化计算,并在获得较准确的空泡形态时,开始对压力进行时间平均,求解其平均压力场。有益效果:本发明基于计算流体力学的手段来预测材料表面的空蚀分布,通过数值分析避免了大量繁琐困难的实验探究,节省了实验成本和时间;通过计算流体力学的手段定量的对模型进行空蚀分析,能够较为准确和全面地预测模型表面各区域的空蚀破坏程度。
本发明授权一种基于空泡溃灭势能的空蚀风险预测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于空泡溃灭势能的空蚀风险预测方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、建立基于空泡溃灭射流中所蕴含势能的空蚀风险评估方法; S2、利用建模软件对计算域进行建模,并对其进行网格划分; S3、选择相应的湍流模型和空化模型求解所给选定计算域中的非定常空化流动; S4、进行空化计算,并在获得较准确的空泡形态时,开始对压力进行时间平均,求解其平均压力场; S5、将得到的平均压力场作为空蚀模型中的参数,在计算域中加载空蚀计算程序,从而得到计算域中各点的空蚀风险指标及分布; 所述的空蚀模型采用的公式如下: a1采用公式一获取空泡结构溃灭时的压力波Ppot: 公式一: 其中,ΔP=Pd-Pv,Pd表示驱动空泡溃灭的一般未知压力场,Pv表示饱和压力,Vv表示空泡体积; a2根据公式二和公式三计算势功率密度: 公式二: 其中,αv=VνVcell,αv表示空泡的体积分数,Vcell表示空泡所处单元格体积;同时,αv还可表示为αv=ρ-ρlρν-ρl,ρν为蒸汽密度,ρl为液体密度,ρl为混合物密度; 公式三: a3根据公式四输运方程计算体积分数αv: 公式四: 其中,u为流体速度矢量,S为质量源项 a4根据公式五混合相连续方程和公式六动量方程计算S: 公式五; 公式六: 其中,τ为剪切应力,对于不可压缩流体; 公式七: 其中,μ为粘度,是流体的基本属性,为 公式八: 通过上述动量方程,可以计算得到流场速度和压力参数; 模型假定能量只随总空泡体积变化而变化;因此,空泡结构在凝结时逐渐释放能量,而不是在溃灭后立即释放能量;公式三中第二项描述了当空泡结构向正压梯度运动时,其势能将发生变化;但是,只要空泡不经历任何体积变化,势能变化对空泡溃灭时的能量平衡没有影响; a6根据公式四计算单元网格中的局部的瞬时空蚀率 公式九: 其中为考虑空化计算得到的瞬态流场的平均压力分布,通过每个时间步的累加并除以计算总时间得到,优选地,平均压力计算时间至少保证空泡产生溃灭超过10个周期; 公式十: a7根据公式十一计算时间累计空蚀率 公式十一:
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