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摘要
针对空化水射流流场空化云演化采用RANS方法模拟不准确的问题，本文采用大涡模拟（LES）对风琴管空化喷嘴流场进行数值模拟。基于Mixture多相流模型和Zwart-Gerber-Belamri（ZGB）空化模型，分别采用Smagorinsky-Lilly模型（SM）、壁面适应的局部涡粘模型（WALE）和代数壁面模型（WMLES）三种不同的亚格子模型，对风琴管喷嘴空化水射流流场进行数值模拟，分析空化水射流特性、空化云演化规律及脱落频率。结果表明，WALE模型可以较为准确模拟空化云演化周期，与高速摄像拍摄结果吻合较好；在喷嘴内圆柱段以及扩散段壁面附近产生涡环，加快了空化泡析出，WALE模型较好的模拟了涡环结构；通过涡量的分析表明，涡流在喷嘴出口附近出现，射流的末端空化泡破碎产生扰动，大尺度涡演化为小尺度涡，WALE模型模拟出涡的破碎范围较SM模型更大，WMLES模型未捕捉到小尺度涡。本文研究可为空化射流流场的模拟及空化机理的研究提供借鉴。
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