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第一章 概论1

1.1 空化现象1

1.1.1 历史回顾1

1.1.2 空化外貌2

1.1.3 空化是祸也是福2

1.2 空化概念5

1.2.1 空化与沸腾5

1.2.2 空化的内涵7

1.2.3 空化的定义8

1.3 空化相似参数9

1.3.1 空化数的定义9

1.3.2 空化数的作用10

1.3.3 空化数的缺陷11

1.4 空化研究方法12

1.4.1 空化自身的特征12

1.4.2 空化的试验模拟13

1.4.3 空化的数值模拟13

参考文献14

第二章 空化核15

2.1 空化核的提出与气核悖理15

2.1.1 空化核、气核15

2.1.2 空化核模型16

2.1.3 运动平衡与“气核悖理”17

2.2 气核的惯性生长18

2.2.1 Rayleigh-Plesset（R-P）方程18

2.2.2 气核的生长、溃灭与回弹19

2.3 气核的质量输运生长21

2.3.1 穿过泡壁的质量运输方程21

2.3.2 分子扩散解和对流扩散解22

2.4 气核沿其运动轨迹的生长23

2.4.1 Johnson-Hsieh（J-H）方程23

2.4.2 筛核效应24

2.5 空化核谱26

2.5.1 空化核谱比较26

2.5.2 气核密度分布函数28

2.5.3 由气核谱函数派生的几个推论29

2.6 空化核群模拟与气核播种32

2.6.1 空化核群模拟32

2.6.2 气核播种33

2.7 以液体抗拉强度作为空化的介质参量34

参考文献36

第三章 空化初生机理37

3.1 空化初生要素分析37

3.2 空化初生的黏性效应38

3.2.1 边界层流态特征与空化初生的关系38

3.2.2 巨大的压力脉动40

3.2.3 人为改变空化初生状态41

3.2.4 黏性流动与空化初生关系41

3.3 空化初生的物面效应43

3.3.1 不平整表面43

3.3.2 孤立型粗糙对空化初生的影响44

3.3.3 均布型粗糙对空化初生的影响45

3.3.4 粗糙表面的空化初生45

3.4 空化初生的介质效应47

3.4.1 空化的介质参量47

3.4.2 介质因素与压力场因素的相互作用48

3.5 空化初生的预报方法49

3.5.1 泡动力学预报方法49

3.5.2 压力场预报方法50

3.5.3 模糊预报方法51

3.6 空化的模糊预报51

3.6.1 模糊空化系统51

3.6.2 空化核群的随机模拟53

3.6.3 空化系统的空化特征值53

3.6.4 模糊状态转移矩阵54

3.6.5 由模糊预报发展为空化初生预报专家系统56

参考文献60

第四章 空化发展机理62

4.1 空化发展的类型及特征62

4.1.1 空化的分类62

4.1.2 影响空化发展的因素63

4.1.3 发展空化的研究方法66

4.2 片空化67

4.2.1 片空化的前缘68

4.2.2 片空化表面及几何特性69

4.2.3 片空化的脱落与再生71

4.3 云空化73

4.3.1 回射流与云空化的形成74

4.3.2 云空化演化及内部结构77

4.3.3 云空化溃灭和空蚀风险80

4.4 超空泡81

4.4.1 超空泡的基本特征81

4.4.2 通气超空泡的形成83

4.4.3 稳定通气超空泡泄气模式与通气量86

4.4.4 通气超空泡的稳定性88

参考文献88

第五章 涡空化机理91

5.1 涡流动与涡空化91

5.1.1 涡流动的概念和特征91

5.1.2 涡空化初生93

5.1.3 涡空化的形态和演化94

5.2 梢涡空化96

5.2.1 梢涡空化形成机理96

5.2.2 梢涡空化的发展演化102

5.2.3 梢涡空化抑制机理105

5.3 剪切空化107

5.3.1 剪切流动的特征107

5.3.2 剪切空化的形成机理109

5.3.3 剪切空化结构特征110

参考文献112

第六章 空蚀机理115

6.1 空蚀现象115

6.2 球形空泡溃灭的压力117

6.2.1 球形蒸汽泡的溃灭117

6.2.2 泡内含气量修正119

6.2.3 泡外介质参量影响120

6.3 微射流机理和冲击波机理122

6.3.1 球形空泡的非球对称溃灭与微射流122

6.3.2 球形空泡溃灭后的回弹与冲击波124

6.4 群泡溃灭机理127

6.4.1 群泡溃灭的物理模型127

6.4.2 群泡溃灭的压力传递128

6.5 其他空蚀机理132

6.5.1 空蚀是冲击疲劳的结果132

6.5.2 空蚀初生133

6.5.3 空蚀的非力学机理135

6.5.4 影响空蚀的非材料因素135

参考文献138

第七章 空化相似与空化比尺效应140

7.1 空化数偏离回顾140

7.2 形式上完整的空化相似参数143

7.2.1 从泡动力学看空化143

7.2.2 空化数的低压作用因素145

7.2.3 空化数的时间作用因素146

7.2.4 空化数的介质因素148

7.2.5 形式上完整的空化数表述149

7.3 比尺效应修正150

7.3.1 空化的比尺效应150

7.3.2 比尺效应修正150

参考文献153

第八章 空化机理与工程应用155

8.1 空化效应的兴起155

8.1.1 空化效应的定义155

8.1.2 空化效应的理论依据155

8.2 空化效应的利用示例158

8.2.1 空化效应用于环保工程158

8.2.2 空化效应用于生化工程159

8.2.3 空化效应用于石油天然气开采工程160

8.2.4 空化效应用于清洗切割工程161

8.2.5 空化效应用于其他工程162

8.3 提升空化效应利用效率的思路162

8.3.1 用空化理论指导163

8.3.2 采用合适的空化器163

8.3.3 设计合适的喷头165

8.3.4 配合适当的环境条件168

8.4 空化降阻的应用——超空泡水下航行器169

8.5 工程中空化祸害的防治170

8.5.1 流体工程中的空化问题170

8.5.2 工程部件的空化性能设计171

8.5.3 不同对象按不同对策治理172

8.6 几个工程中空化问题处理案例173

8.6.1 某水利工程孔板泄洪洞的空化问题173

8.6.2 某大型船坞进水阀的空化问题176

参考文献178