弹刚复合边界

削减空蚀冲击

利用弹性层耗散与双反射机制，使刚性基底承受的空泡机械能占比降至70%以下，为抗空蚀材料设计提供新边界构型。

Li, Jie · 罗静 · 许唯临 · Zhai, Yanwei · 白立新 · Tong, Qu · Guihua, Fu

Physics of Fluids 2024

参数信息

双反射总能量占比

<4 %

基底承受能量占比

>70 %

技术优势

能量吸收率低

两次反射的总能量不足空泡最大体积时机械能的4%，大部分能量被弹性层形变耗散或传递至流体。

基底保护显著

经过双反射和材料变形耗散后，弹性层基底仍承受超过70%的空泡总机械能，但相比无弹性层时已大幅降低。

存在最优厚度

在不影响空泡形状演化的条件下，存在一个最佳弹性材料厚度，可使弹性层基底上的冲击波载荷最小化。

应用场景

• 抗空蚀涂层：将涂层设计为弹性-刚性复合结构，利用双反射和耗散降低金属基底的空蚀损伤。
• 水下结构防护：为水下结构提供防护边界，削弱空泡溃灭冲击波对结构表面的载荷。
• 弹性复合材料：基于弹性材料与刚性基底的复合构型，开发新型抗空蚀材料。