正则系综条件下空化空泡形成的分子动力学模拟

邱超; 张会臣

doi:10.7498/aps.64.033401

摘要

液体中空化现象的研究对减少空蚀破坏, 提高空化空泡的有效利用具有重要意义.本文采用分子动力学模拟的方法, 对正则系综条件下系统中空化的发生特性进行研究, 分析空化发生的机理, 讨论温度、数密度等因素对空化发生的影响, 并与格子Boltzmann方法进行了比较.模拟结果表明: 温度和数密度的变化, 都对系统中的空化产生显著影响.其中, 温度升高, 使系统中空化空泡的形成由稳定变得不稳定, 最终难以形成.数密度降低, 则会促进空化空泡的形成.随着数密度的减小, 温度对空化空泡形成的影响程度下降.

关键词:

空化 /
分子动力学 /
温度 /
数密度

Abstract

Research on cavitation is very significant for preventing cavitation erosion and for making use of bubbles effectively. Characteristics of cavitation in canonical ensemble are studied by molecular dynamics simulation. Effects of temperature and numerical density on cavitation are analyzed. Comparison with lattice Boltzmann method is also conducted. Simulation results indicate that the temperature and numerical density may affect cavitation remarkably. The formation of cavitation bubbles becomes unstable as the temperature increases, and even hard to occur. A lower numerical density makes cavitation bubble form easier. Moreover, as numerical density reduces, the temperature effect on cavitation becomes less.

Keywords:

作者及机构信息

邱超,
张会臣

1.
大连海事大学, 交通运输装备与海洋工程学院, 大连 116026

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51275064, 50975036)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Transportation Equipments and Ocean Engineering College, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 51275064, 50975036).

参考文献

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施引文献

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