空化是液体介质在局部压强剧烈变化时发生相变的现象,空化现象广泛地存在于各种液体流动中。向液体介质中加入可溶性高分子聚合物可以得到具有粘弹性性质的聚合物溶液。本文基于CFD商业软件,对聚合物溶液中的空化现象进行仿真模拟,研究聚合物添加对空化现象的影响规律。数值模拟中采用FENE-P模型描述聚合物溶液的粘弹性特征,同时应用混合多相流（Mixture）模型模拟流场中的空化现象。本文分别应用雷诺平均模型（RANS）和大涡模拟（LES）模拟二维与三维流场中聚合物溶液的空化现象。以往的研究指出流体的粘弹性特征可以改变流场中的湍流结构,而湍流与空化现象之间存在相互作用,因此在粘弹性流体中空化的生成和演化也会发生变化。本文旨在通过仿真计算模拟聚合物溶液中的空化现象,分析其流变特性对空化流动的影响,尤其是对聚合物溶液中空泡形态、临界空化数以及空泡脱落机理的影响。针对这些方面,本文首先采用雷诺平均方法,对二维NACA0015水翼的无空化情况进行数值模拟,对比实验结果,以升阻力系数为基准,进行网格无关性的验证。随后模拟聚合物溶液中二维水翼的空化现象,探讨了Wi数和翼型攻角变化对聚合物溶液中空化现象的影响。本文着重分析了Wi数变化对翼型绕流空化流场中气相体积分数、空泡演化过程以及湍动能、粘性力和弹性力分布的影响。通过监测流场中的气相体积分数,得到Wi变化对临界空化数的影响规律。研究发现,当Wi数较小时,聚合物溶液对空化呈促进作用,而当Wi增大,聚合物溶液对空化的促进作用逐渐减弱,当Wi增大至一定程度时,聚合物溶液对空化转为抑制作用。在二维模拟的基础上,本文应用LES大涡模拟,对三维NACA66水翼在聚合物溶液中的空化现象进行非稳态计算。为了研究聚合物溶液中云状空泡的演化过程,本文模拟了不同Wi数条件下空泡的形态变化过程,以研究聚合物溶液中的涡量输运与空化形态和演化的关系,并分析不同Wi数聚合物溶液中空泡的脱落机理。