空化射流流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與沖擊特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、空化射流是一種在很多場(chǎng)合都常見(jiàn)的現(xiàn)象，是指在急速水射流中遇到突然收縮等阻礙時(shí)，液流系統(tǒng)中局部的壓強(qiáng)降低到水的飽和蒸汽壓，從而產(chǎn)生空化氣泡的現(xiàn)象。當(dāng)空化氣泡發(fā)生潰滅時(shí)，會(huì)產(chǎn)生異乎尋常的高溫、高壓沖擊波或微射流，從而被廣泛應(yīng)用于化工、石油、環(huán)保等行業(yè)中。因此，研究空化射流的沖蝕特性具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用意義。本文通過(guò)CFD技術(shù)對(duì)空化射流的特性進(jìn)行系統(tǒng)的研究，突破了以往實(shí)驗(yàn)手段的局限性，在研究方法上具有創(chuàng)新性；此外，本文選用文丘里噴管為

2、物理模型，主要研究空化射流的沖擊特性及其影響因素之間的定量及定性關(guān)系，在研究?jī)?nèi)容上具有創(chuàng)新性。
　　根據(jù)空化射流的特點(diǎn)，推導(dǎo)并確定能夠反應(yīng)問(wèn)題本質(zhì)的數(shù)學(xué)模型，即建立能夠表達(dá)各物理量之間關(guān)系的微分方程和求解條件，在分析不同空化模型、湍流模型和多相流模型的基礎(chǔ)上，對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使其更加適合空化射流的數(shù)值模擬。
　　在建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，以Gambit軟件構(gòu)建文丘里管的二維模型，考查在不同影響因素，如注射壓力、圍壓

3、、處理距離等條件下，空化射流沖擊特性的變化規(guī)律，并將其與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證其準(zhǔn)確性，從而對(duì)這些規(guī)律進(jìn)行整合處理，為人們以后對(duì)空化射流沖擊特性的數(shù)值模擬研究提供依據(jù)。
　　在二維模型研究的基礎(chǔ)上，采用 Gambit軟件建立合適的三維模型，并利用Fluent6.3軟件中的三維求解器對(duì)其進(jìn)行模擬計(jì)算，對(duì)比分析不同注射壓力、圍壓和處理距離等因素下空化射流流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，結(jié)合所得到的沖擊特性，研究空化射流流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與其沖擊特性