Анализ структуры кавитационного потока над гидрокрылом

Разработан и апробирован новый метод получения информации о распределении газовой фазы в потоке жидкости по данным PIV измерений поля скорости. Представлены результаты статистической обработки PIV данных поля скорости в течении над гидрокрылом, позволяющие получить распределения вероятности газовой фазы и старших статистических моментов скорости при разных режимах кавитации. Эти режимы отражают процесс развития кавитации при увеличении скорости обтекания гидрокрыла. Для вычисления распределения газовой фазы используется метод анализа PIV данных поля скорости, разработанный и опубликованный авторами. Метод не требует дополнительной информации, кроме базы данных PIV-измерений ансамбля мгновенной скорости течения, отличается экономичностью, как в плане измерительного оборудования, так и программного обеспечения. Распределения статистических моментов скорости получены с использованием процедуры предварительной фильтрации. Она основана на анализе гистограмм ансамблей мгновенной скорости в каждой точке и отсечении паразитных выбросов на хвостах распределений. Процедура незначительно отражается на величине средних и дисперсий, но критически необходима для получения распределений третьих и четвертых (старших) моментов. В работе анализируются безкавитационный режим течения и три режима развития кавитации: от пленочного, до облачноого. Полученные картины распределения вероятности газовой фазы позволяют однозначно определить как режимы кавитации, так и детали ее развития (местоположение кавитационной каверны, место отрыва в режиме облачной кавитации, и т.д.). Развитие кавитации отражается и на распределении старших статистических моментов скорости. 

Характерные фазы цикла колебаний кавитационных облаков для режима облачной кавитации
в виде мгновенных полей паровой фазы и гистограммы вертикальной скорости в точке (70; 40), обозначенной крестом.

Руководитель работы – д. ф.-м. н. Илюшин Б.Б., тел.: +7 (383) 332-56-78.