空蝕 - 簡介
空蝕係指因局部動態力的不平衡導致液體中產生蒸汽孔穴的現象，這些孔穴稱為氣泡或空泡，是幾乎不存在液體的小區域。此現象通常在等溫條件下液體壓力快速變化時發生。例如，如果壓力下降到臨界值 (飽和蒸汽壓力) 以下，液體會破裂並形成霧狀孔穴，而當氣泡遭受的壓力高於臨界壓力時，空泡會內爆 (氣泡塌陷) 並產生強烈的衝擊波。
針對液流，其空蝕趨勢使用空蝕數進行表徵，如下所示：
方程式 2.157
其中 p 是流體參照壓力 (例如入口壓力) 的絕對值；p
v 是飽和蒸汽壓力，此材料屬性取決於溫度與壓力；分母表示流體動態水頭，其中 ρ
l 是液體密度，U
∞ 是自由流速度。因此，
方程式 2.157 表示隨著空蝕數的減少，液流更易形成孔穴。
穩態與非穩態空蝕流可能在許多流體工程系統中出現，例如燃料噴射器、液體泵、螺旋槳、葉輪、水翼、靜壓軸承和生物心臟瓣膜。通常情況下，我們並不希望出現空蝕。它可能會降低質量流速、降低泵的揚程以及導致負載不對稱、振動與噪音等，從而造成效能顯著降低。空蝕也可能會因氣泡對表面的衝擊而對裝置造成物理損壞，最終可能會影響結構完整性。欲減少空蝕現象或解釋其存在原因，必須在初始設計階段期間充分瞭解空蝕的存在以及範圍。因此，在 CFA 中提供正確且可靠的空蝕建模功能至關重要。Creo Flow Analysis 提供完整的空蝕模組以及自訂工具 (範本)，用於模擬諸多流體系統中出現的空蝕流。
本主題介紹了
Creo Flow Analysis 中使用的建模理論與空蝕模型。在此也討論了模型參數和設定、工作流程和後處理量。由於空蝕是液相與汽相之間的熱相變過程，因此可將其作為多相流下的界面質量傳遞進行建模。但是，在
Creo Flow Analysis 中，會獨立於
多相模組對空蝕進行建模。若要存取此模組，請遵循下列步驟：
1. 按一下
「物理模組」(Physics Module)。
「物理模型選取項」(Physical Model Selection) 對話方塊即會開啟。
2. 從「可用模組」(Available Modules) 中選取模組。在 Flow Analysis 樹的「物理」(Physics) 下，已新增「空蝕」(Cavitation)。
如需空蝕模組中的項目描述，請參閱下列內容：
• 物理 - 空蝕模組中使用的定義、術語、常數、模型以及方法。
• 條件 - 為此模組中的邊界、介面、體積塊與輸出等圖元指定條件。
• 數字與收斂度 - 控制數值求解結果的參數和模型。
• 輸出變數 - 建立運算式來指定與空蝕相關聯的條件與後處理。
