本文關(guān)鍵詞：空化射流流場結(jié)構(gòu)與沖擊特性的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空化射流是一種在很多場合都常見的現(xiàn)象,是指在急速水射流中遇到突然收縮等阻礙時,液流系統(tǒng)中局部的壓強降低到水的飽和蒸汽壓,從而產(chǎn)生空化氣泡的現(xiàn)象。當空化氣泡發(fā)生潰滅時,會產(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際應(yīng)用意義。本文通過CFD技術(shù)對空化射流的特性進行系統(tǒng)的研究,突破了以往實驗手段的局限性,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,在研究內(nèi)容上具有創(chuàng)新性。根據(jù)空化射流的特點,推導(dǎo)并確定能夠反應(yīng)問題本質(zhì)的數(shù)學模型,即建立能夠表達各物理量之間關(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,對模型中的參數(shù)進行優(yōu)化,使其更加適合空化射流的數(shù)值模擬。在建立適當?shù)臄?shù)學模型基礎(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、處理距離等條件下,空化射流沖擊特性的變化規(guī)律,并將其與文獻實驗中的結(jié)果進行對比分析,驗證其準確性,從而對這些規(guī)律進行整合處理,為人們以后對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Fluent 6.3軟件中的三維求解器對其進行模擬計算,對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結(jié)構(gòu)的特點,結(jié)合所得到的沖擊特性,研究空化射流流場結(jié)構(gòu)與其沖擊特性之間的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：空化射流 沖擊特性 流場結(jié)構(gòu) 計算流體力學 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV131.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-32
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 空化和射流的類型14-16
• 1.2.1 空化的主要類型14-15
• 1.2.2 射流的主要類型15-16
• 1.2.3 空化射流的主要類型16
• 1.3 空化射流的沖蝕機理16-22
• 1.3.1 空化的機理16-21
• 1.3.2 空化射流的沖蝕機理21-22
• 1.4 空化射流的理論分析和實驗研究進展22-24
• 1.4.1 空化射流理論研究進展22-23
• 1.4.2 空化射流實驗研究進展23-24
• 1.5 空化射流的數(shù)值模擬研究24-30
• 1.5.1 空化模型的研究進展24-26
• 1.5.2 湍流模型的研究進展26-27
• 1.5.3 多相流模型的研究進展27-28
• 1.5.4 數(shù)值計算方法的研究進展28-30
• 1.6 研究的目的及意義30
• 1.6.1 研究目的30
• 1.6.2 研究意義30
• 1.7 本文研究內(nèi)容30-32
• 第2章 空化射流數(shù)學模型的選擇與確定32-42
• 2.1 空化模型的選擇與確定32-35
• 2.1.1 空泡的靜力平衡條件32-33
• 2.1.2 空泡的運動方程33-34
• 2.1.3 空化模型的確定34-35
• 2.2 湍流模型的選擇與確定35-38
• 2.2.1 標準κ-ε 模型36
• 2.2.2 RNG κ-ε 模型36-37
• 2.2.3 Realizable κ-ε 模型37-38
• 2.3 多相流模型的選擇和確定38-41
• 2.3.1 VOF模型38-39
• 2.3.2 歐拉模型39-40
• 2.3.3 混合模型40-41
• 2.4 小結(jié)41-42
• 第3章 空化射流沖擊特性的影響因素分析42-65
• 3.1 數(shù)值模擬模型的建立42-44
• 3.1.1 物理模型及計算方法的建立42-43
• 3.1.2 網(wǎng)格獨立性分析43-44
• 3.2 注射壓力對空化射流沖擊特性的影響分析44-52
• 3.2.1 注射壓力對流場內(nèi)沖擊壓力分布特性的影響44-47
• 3.2.2 注射壓力對構(gòu)件表面沖擊特性的影響47-48
• 3.2.3 注射壓力對壓力沖擊波分布特性的影響48-50
• 3.2.4 注射壓力對構(gòu)件表面氣含率的影響50-52
• 3.3 圍壓對空化射流沖擊特性的影響分析52-59
• 3.3.1 圍壓對流場內(nèi)部沖擊速度分布特性的影響52-53
• 3.3.2 圍壓對流場內(nèi)部沖擊壓力分布特性的影響53-56
• 3.3.3 圍壓對流場內(nèi)部氣含率分布特性的影響56-57
• 3.3.4 圍壓對構(gòu)件表面沖擊壓力分布特性的影響57-59
• 3.4 噴射距離對空化射流沖擊特性的影響分析59-64
• 3.4.1 噴射距離對構(gòu)件表面沖擊壓力分布特性的影響59-62
• 3.4.2 噴射距離對構(gòu)件表面沖擊壓波分布特性的影響62-64
• 3.5 小結(jié)64-65
• 第4章 空化射流流場結(jié)構(gòu)的影響因素分析65-82
• 4.1 物理模型與計算方法65-67
• 4.1.1 物理模型65-66
• 4.1.2 計算方法的設(shè)置66-67
• 4.2 注射壓力對空化射流流場結(jié)構(gòu)的影響分析67-72
• 4.2.1 注射壓力對速度流場結(jié)構(gòu)的影響67-69
• 4.2.2 注射壓力對壓力場結(jié)構(gòu)的影響69-71
• 4.2.3 注射壓力對空化區(qū)域結(jié)構(gòu)的影響71-72
• 4.3 圍壓對流場結(jié)構(gòu)的影響分析72-77
• 4.3.1 圍壓對速度流場結(jié)構(gòu)的影響72-74
• 4.3.2 圍壓對流場壓強分布結(jié)構(gòu)的影響74-75
• 4.3.3 圍壓對流場空化區(qū)域結(jié)構(gòu)的影響75-77
• 4.4 噴射距離對流場結(jié)構(gòu)的影響分析77-80
• 4.4.1 噴射距離對速度流場結(jié)構(gòu)的影響77-78
• 4.4.2 噴射距離對流場壓強分布結(jié)構(gòu)的影響78-79
• 4.4.3 噴射距離對流場空化區(qū)域結(jié)構(gòu)的影響79-80
• 4.5 小結(jié)80-82
• 結(jié)論82-83
• 參考文獻83-92
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和獲得的科技成果92-93
• 致謝93-94

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