浙江理工大學李林敏獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉浙江理工大學申請的專利一種基于空泡潰滅勢能的空蝕風險預測方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115422852B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210966914.8,技術領域涉及:G06F30/28;該發明授權一種基于空泡潰滅勢能的空蝕風險預測方法是由李林敏;裴承乾;徐金秋;李曉俊;朱祖超設計研發完成,并于2022-08-11向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于空泡潰滅勢能的空蝕風險預測方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于空泡潰滅勢能的空蝕風險預測方法,包括以下步驟:建立基于空泡潰滅射流中所蘊含勢能的空蝕風險評估方法;S2、利用建模軟件對計算域進行建模,并對其進行網格劃分;選擇相應的湍流模型和空化模型求解所給選定計算域中的非定常空化流動;進行空化計算,并在獲得較準確的空泡形態時,開始對壓力進行時間平均,求解其平均壓力場。有益效果:本發明基于計算流體力學的手段來預測材料表面的空蝕分布,通過數值分析避免了大量繁瑣困難的實驗探究,節省了實驗成本和時間;通過計算流體力學的手段定量的對模型進行空蝕分析,能夠較為準確和全面地預測模型表面各區域的空蝕破壞程度。
本發明授權一種基于空泡潰滅勢能的空蝕風險預測方法在權利要求書中公布了:1.一種基于空泡潰滅勢能的空蝕風險預測方法,其特征在于,包括以下步驟: S1、建立基于空泡潰滅射流中所蘊含勢能的空蝕風險評估方法; S2、利用建模軟件對計算域進行建模,并對其進行網格劃分; S3、選擇相應的湍流模型和空化模型求解所給選定計算域中的非定常空化流動; S4、進行空化計算,并在獲得較準確的空泡形態時,開始對壓力進行時間平均,求解其平均壓力場; S5、將得到的平均壓力場作為空蝕模型中的參數,在計算域中加載空蝕計算程序,從而得到計算域中各點的空蝕風險指標及分布; 所述的空蝕模型采用的公式如下: a1采用公式一獲取空泡結構潰滅時的壓力波Ppot: 公式一: 其中,ΔP=Pd-Pv,Pd表示驅動空泡潰滅的一般未知壓力場,Pv表示飽和壓力,Vv表示空泡體積; a2根據公式二和公式三計算勢功率密度: 公式二: 其中,αv=VνVcell,αv表示空泡的體積分數,Vcell表示空泡所處單元格體積;同時,αv還可表示為αv=ρ-ρlρν-ρl,ρν為蒸汽密度,ρl為液體密度,ρl為混合物密度; 公式三: a3根據公式四輸運方程計算體積分數αv: 公式四: 其中,u為流體速度矢量,S為質量源項 a4根據公式五混合相連續方程和公式六動量方程計算S: 公式五; 公式六: 其中,τ為剪切應力,對于不可壓縮流體; 公式七: 其中,μ為粘度,是流體的基本屬性,為 公式八: 通過上述動量方程,可以計算得到流場速度和壓力參數; 模型假定能量只隨總空泡體積變化而變化;因此,空泡結構在凝結時逐漸釋放能量,而不是在潰滅后立即釋放能量;公式三中第二項描述了當空泡結構向正壓梯度運動時,其勢能將發生變化;但是,只要空泡不經歷任何體積變化,勢能變化對空泡潰滅時的能量平衡沒有影響; a6根據公式四計算單元網格中的局部的瞬時空蝕率 公式九: 其中為考慮空化計算得到的瞬態流場的平均壓力分布,通過每個時間步的累加并除以計算總時間得到,優選地,平均壓力計算時間至少保證空泡產生潰滅超過10個周期; 公式十: a7根據公式十一計算時間累計空蝕率 公式十一:
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