空化 - 简介
空化是由于局部动态力不平衡而在液体中产生蒸汽空泡的现象，这些蒸汽空泡称为气泡或空洞，是几乎不存在液体的小区域。在等温条件下液体经受快速压力变化时，通常会发生这种现象。例如，如果压力降到阈值 (饱和蒸汽压) 以下，液体会破裂并形成蒸汽空泡；而当蒸汽气泡承受的压力高于阈压时，空洞会发生内爆 (气泡溃灭) 并产生强烈的冲击波。
对于液流，其空化程度使用空化数进行表征，如下所示：
方程 2.157
其中，p 是流动参考压力 (例如入口压力) 的绝对值；p
v 是饱和蒸汽压，此材料属性取决于温度和压力；分母表示流体动态水头，其中 ρ
l 为液体密度，U
∞ 为自由流速度。因此，
方程 2.157 表示，随着空化数的减少，液流更易于发生空化。
许多流体工程系统中均有可能发生稳态和非稳态空化流，例如喷油器、液泵、螺旋桨、叶轮、水翼、静压轴承和生物心脏瓣膜等。通常情况下，我们并不希望出现空化，因为空化可能会导致性能严重降低，表现为质量流动速率降低、泵扬程降低、载荷不对称、振动和噪声等。由于气泡冲击表面，空化也会对设备造成物理损坏，最终影响结构的完整性。为了最大限度地减少空化现象或解释其存在，您必须在初始设计阶段充分了解空化的存在、范围和行为。因此，在 CFA 中提供准确可靠的空化建模功能非常重要。Creo Flow Analysis 提供了完整的空化模块以及自定义工具 (模板)，用于仿真各种流体系统中发生的空化流。
本主题介绍了
Creo Flow Analysis 中使用的建模理论和空化模型。同时也介绍了模型参数和设置、工作流和后处理量。由于空化是液相与汽相之间的热相变过程，因此，可以在多相流下将其建模为界面质量传递。然而，在
Creo Flow Analysis 中，空化的建模与
多相模块无关。要访问此模块，请遵循下列步骤：
1. 单击
“物理模块”(Physics Module)。
“物理模型选择”(Physical Model Selection) 对话框随即打开。
2. 从“可用模块”(Available Modules) 中选择模块。在 Flow Analysis 树的“物理”(Physics) 下，添加“空化”(Cavitation)。
有关“空化”(Cavitation) 模块中各项的说明，请参阅以下内容：
• 物理 - 空化模块中使用的定义、术语、常量、模型和方法。
• 条件 - 为模块中的边界、界面、体积块和输出等图元指定条件。
• 数字与收敛 - 用于控制数字解的参数和模型。
• 输出变量 - 创建用于指定与空化相关联的条件和后处理的表达式。
