Fluent空化水洞动力与流速控制系统设计(3)

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在这类水洞中又可按工作段的水流特性细分为：

①管流式工作段水洞：它的工作段是一个封闭的喉管，是最为通用的一种，其优点是制造简单，纵向流速分布较均匀；缺点为工作段内壁影响较大，且沿纵向有压强坡降。

在有些情况下，为了增加工作段后的扩散段长度，又不使模型推进器的轴过长，有的水洞将扩散段一分为二，形成所谓“分叉管”。

为了研究高流速情况下的空化机理，以及水以外其他液体的空化规律，还有一种小型管流式工作段水洞，其特点为水流速度高，小断面；工作段处的哭诉可高达60～100m/s左右，常称为“高速水洞”（High-Speed Water Tunnel）。

②开敞式工作段水洞：为了使边壁影响减到最小，可使工作段的水流形成射入静水中的射流，其优点是观测和拆装模型较为方便，缺点是工作段长度不能布置的过长，否则射流将会出现不稳定状态，且空化数无法降到最小。

③自由射流工作段水洞：水洞可在相当低的压强下在工作段中以射流形式通过，这类工作段中的水流空化数可以很小，当所研究的模型具有很长的固定型空化时，用这种设备较为理想。其特点是射流中会大量掺气，其因未使用动力，故大部分能量将不能循环使用[8][9]。

（2）可调压的有自由表面的循环水洞。当需要研究穿过自由表面的物体（如导弹的入水和出水），或接近自由表面运动的物体（如浅水鱼雷）的空化现象时，就要在水洞内模拟水的自由表面或波浪状况[10]。

（3）特殊型式的水洞除了上述几种较标准式的水洞外，随着研究工作的深入与发展，水洞出现了一些特殊形式，如带有气核喷头的水洞[12]，带有重溶器的水洞[3]等。

据不完全统计，目前在全世界27个国家建有约220个水洞，其中大多数用来研究船舶和潜体问题。我国于1957 年在上海建成第一座水洞，用来研究船舶问题，我国现在已有13座左右[2]。我国现有的水洞的一些数据见下表1.1：

表1.1 我国现有的水洞（表中N处资料不全）

Table 1.1 Water tunnels currently operated in our country (with partial information)

水利水电研究院安徽水利所黄委会所 702 708

水洞形式（m）立式循环重力式立式立式立式立式

总长（m） 8.05 18.5 18.5 N N N N

总宽（m） 0.75 N N N N N N

总高（m） 12.5 10.0 10.0 N N N N

工作段长（m） 0.93 3.00 1．22

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