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缩放型喷嘴空化射流空泡云演化规律的试验研究 被引量：12
1
作者 李伟 张文全 +2 位作者 施卫东 杨勇飞 曹卫东 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期547-552,共6页
基于高速摄影技术对缩放型喷嘴进行空化射流试验,以揭示不同进口压力下空化射流流场特性,分析进口压力对空泡云演化规律的影响.结果表明:淹没式空化射流形成的泡云呈周期性变化,即在1个周期内包含空化初生、发展、脱落、溃灭4个不同阶段... 基于高速摄影技术对缩放型喷嘴进行空化射流试验,以揭示不同进口压力下空化射流流场特性,分析进口压力对空泡云演化规律的影响.结果表明:淹没式空化射流形成的泡云呈周期性变化,即在1个周期内包含空化初生、发展、脱落、溃灭4个不同阶段,并在空泡云脱落时达到最大的空泡面积、密度和宽度.由于随着射流入口压力的增大,喷嘴形成的射流速度加快,在射流边界层内速度梯度增大、射流核心区与伴随流的剪切作用增强,高速射流所产生的空泡云长度、面积和密度均呈增大趋势.同时,随着进口压力的增大,边界层内湍动能增大,加剧了部分流体的不规则运动,导致空泡云边界更加模糊且呈交错分布,空泡云的脱落频率不断增大.研究结果对提高空化射流在金属材料强化和石油钻井、破岩等领域的应用具有重要的理论意义和指导价值. 展开更多
关键词 喷嘴 空化射流 空泡云 高速摄影
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空化水射流空泡云长度的试验研究 被引量：7
2
作者 卢义玉 李倩 +1 位作者 李晓红 向文英 《流体机械》 CSCD 北大核心 2006年第5期9-11,共3页
在不同泵压和淹没压力条件下针对不同类型的空化喷嘴,对空化水射流的空泡云长度进行了一系列实验研究。确定了不同围压下空泡云长度随围压的增加而缩短和不同泵压下空泡云长度随泵压的增加而增长的规律。空泡云的长度还与冲蚀深度有一... 在不同泵压和淹没压力条件下针对不同类型的空化喷嘴,对空化水射流的空泡云长度进行了一系列实验研究。确定了不同围压下空泡云长度随围压的增加而缩短和不同泵压下空泡云长度随泵压的增加而增长的规律。空泡云的长度还与冲蚀深度有一定的关系,即空泡云长度等于靶距和冲蚀深度之和。另外对于不同类型的喷嘴,缩放型喷嘴产生的空泡云长度比收敛型喷嘴所产生的长。 展开更多
关键词 空泡云长度 围压 泵压 喷嘴类型 冲蚀深度
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绕回转体空泡稳定性及流动控制研究与进展综述 被引量：1
3
作者 孔德才 魏海鹏 +3 位作者 李杰 王占莹 尤天庆 王凡瑜 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期626-636,共11页
回转体水下带攻角高速运动时,诱发附着在物面的大尺度非对称云状空泡流动,空泡末端云状局部空泡界面失稳诱发高量值脉动压力对回转体结构强度产生重要影响,是工程研制面临的重要基础性难题。本文对绕回转体非对称云状空泡流相关研究情... 回转体水下带攻角高速运动时,诱发附着在物面的大尺度非对称云状空泡流动,空泡末端云状局部空泡界面失稳诱发高量值脉动压力对回转体结构强度产生重要影响,是工程研制面临的重要基础性难题。本文对绕回转体非对称云状空泡流相关研究情况进行梳理,详细地介绍在非对称云状空泡流实验和数值模拟方法、非对称云状空泡流场结构与界面稳定性、流动调控机制等方面的研究情况,并分析未来发展趋势,给出后续需要重点关注的研究方向的建议。 展开更多
关键词 回转体 非对称云状空泡 非定常 稳定机制 流动控制
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空泡流非稳态现象的流动控制 被引量：12
4
作者 顾巍 何友声 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期19-27,共9页
处于跨临界阶段的空泡流必然导致强烈的周期性冲击和振动．空泡流的激振来源于空泡云的周期性大规模脱落．空泡云的形成和发展与流动的边界层效应有着强烈的相关性，且空泡末端的局部流动直接影响空泡流的整体稳定性．本试验在ＮＡＣＡ... 处于跨临界阶段的空泡流必然导致强烈的周期性冲击和振动．空泡流的激振来源于空泡云的周期性大规模脱落．空泡云的形成和发展与流动的边界层效应有着强烈的相关性，且空泡末端的局部流动直接影响空泡流的整体稳定性．本试验在ＮＡＣＡ１６０１２水翼表面粘附一条展向１ｍｍ厚１０ｍｍ宽的挡流条，尝试以干扰水翼上表面局部流动的方法来影响整个空泡流的形态及其流动稳定性，最终在一定的空泡数范围内抑制了空泡流激振现象，并从试验研究的角度探索了空泡云脱落的机理． 展开更多
关键词 空泡流 非稳态 回射流 空泡云 流动控制
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垂直发射条件下水下航行体头型对通气空泡流动及压力特性的影响分析 被引量：1
5
作者 任泽宇 王小刚 +1 位作者 权晓波 程少华 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2518-2530,共13页
为了揭示垂直发射条件下水下航行体头型对通气空泡演化过程的力学影响机理,首先基于有限体积法,结合改进型延迟分离涡模型、流体体积多相流模型及重叠网格技术建立了垂直发射条件下通气空泡的数值计算模型.其次,将计算结果与垂直发射实... 为了揭示垂直发射条件下水下航行体头型对通气空泡演化过程的力学影响机理,首先基于有限体积法,结合改进型延迟分离涡模型、流体体积多相流模型及重叠网格技术建立了垂直发射条件下通气空泡的数值计算模型.其次,将计算结果与垂直发射实验进行对比,验证了所提出的数值方法对通气云空泡的预测具有较高精度,说明了该方法在通气空泡复杂非定常计算中的适用性.最后,对比研究了相同工况下流线头型和钝头头型航行体通气空泡流动特性和压力特性的差异,从涡量动力学的角度分析了差异产生的原因,结果表明:相比于流线头型航行体,钝头航行体通气空泡气液交界面处速度梯度较小,受到重力和浮力的影响更大,在瑞利-泰勒不稳定性机制的作用下,通气空泡更早发生非线性失稳,空泡失稳区域呈现更为剧烈的浮动行为以及空泡脱落等非定常流动特性;较强的空泡非定常流动特性影响了钝头航行体通气空泡末端的流动分离,从而抑制了空泡末端滞止高压的高幅值特性. 展开更多
关键词 垂直发射 水下航行体 通气空泡 通气云空泡 空泡脱落
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空化射流在岩石破碎中的作用实验研究 被引量：14
6
作者 向文英 卢义玉 +2 位作者 李晓红 李倩 冯欣艳 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1505-1508,共4页
在研究空泡云形成过程的基础上,总结了空泡云长度随泵压、围压的变化规律,指出空泡云长度随泵压增加而增加,随围压的增加,存在一最优的围压值,此时空泡云长度最大。论证了缩放型喷嘴与收缩型喷嘴在岩石破碎中的冲蚀性能差异,指出在相同... 在研究空泡云形成过程的基础上,总结了空泡云长度随泵压、围压的变化规律,指出空泡云长度随泵压增加而增加,随围压的增加,存在一最优的围压值,此时空泡云长度最大。论证了缩放型喷嘴与收缩型喷嘴在岩石破碎中的冲蚀性能差异,指出在相同泵压下缩放型喷嘴产生的空化射流对岩石质量冲蚀能力平均是收缩型喷嘴的7倍,同时指出随着围压的增大,缩放型喷嘴对岩石的冲蚀深度、切缝直径、冲蚀质量相应减少,对岩石冲蚀性能产生不利影响。 展开更多
关键词 空泡云 冲蚀性能 岩石破碎
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空化水射流破碎岩石的机理研究 被引量：22
7
作者 卢义玉 李晓红 向文英 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1233-1237,共5页
在不同泵压和淹没压力条件下,针对不同类型的空化喷嘴,对空化水射流的空泡云特性和破碎岩石机理进行了一系列实验研究,探讨了空化水射流的空泡云与冲蚀能力之间的相互关系。优化空化喷嘴结构和工作条件以减小泵压,从而降低输入能量。空... 在不同泵压和淹没压力条件下,针对不同类型的空化喷嘴,对空化水射流的空泡云特性和破碎岩石机理进行了一系列实验研究,探讨了空化水射流的空泡云与冲蚀能力之间的相互关系。优化空化喷嘴结构和工作条件以减小泵压,从而降低输入能量。空泡云的可视化研究显示缩放形喷嘴产生的空化云的长度和宽度比收敛形喷嘴的大。研究表明,空化水射流切割破碎岩石主要是由空泡的溃灭引起的,空泡云的长度等于靶距与切割深度之和;在切割破碎岩石时冲蚀效果只在开始几秒内发生,冲蚀深度并不随时间而增大。 展开更多
关键词 空化水射流 空泡云 岩石破碎
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淹没磨料射流效应实验研究 被引量：4
8
作者 向文英 卢义玉 +1 位作者 李晓红 冯欣艳 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1499-1504,共6页
在前混合磨料射流系统和淹没射流环境下,借助数码摄像测试系统,研究淹没磨料射流中空泡云的形成以及空泡云长度随泵压、围压的变化规律。研究结果表明:在淹没磨料射流中,空化噪音随围压的增加而减少;在低围压阶段,空化噪音衰减明显,淹... 在前混合磨料射流系统和淹没射流环境下,借助数码摄像测试系统,研究淹没磨料射流中空泡云的形成以及空泡云长度随泵压、围压的变化规律。研究结果表明:在淹没磨料射流中,空化噪音随围压的增加而减少;在低围压阶段,空化噪音衰减明显,淹没磨料射流不出现最大噪音的峰值围压;而随泵压的增加,空化噪音逐渐增加,其变化规律与清水空化射流产生的空化噪音变化规律基本一致;泵压增加,花岗石的冲蚀深度增加,泵压与冲蚀深度呈指数函数分布;围压增加,花岗石的冲蚀深度减少,最优空蚀效应围压为1MPa。 展开更多
关键词 空泡云 空化噪音 淹没磨料射流 冲蚀性能
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FBM湍流模型水翼空化绕流数值研究 被引量：3
9
作者 郜冶 刘乾坤 陈宇翔 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期92-97,共6页
为准确模拟云空泡脱落的非定常特性,引入混合密度修正函数,建立了基于独立空间滤波尺度的滤波器湍流模型.联立质量输运型空化模型,采用RNG k-ε湍流模型和滤波器湍流模型数值研究了Clark-y型水翼空化绕流,给出了典型工况下时均速度场、... 为准确模拟云空泡脱落的非定常特性,引入混合密度修正函数,建立了基于独立空间滤波尺度的滤波器湍流模型.联立质量输运型空化模型,采用RNG k-ε湍流模型和滤波器湍流模型数值研究了Clark-y型水翼空化绕流,给出了典型工况下时均速度场、云空化工况下时变空泡形态以及水翼的升、阻力系数等流场和动力特性参数.与实验对比表明,2种湍流模型对水翼稳态空化流场的预测差异较小,RNG k-ε湍流模型不能捕捉到云空泡的非稳态特征,滤波器湍流模型能更好地调节多相流场的湍流粘度,准确捕捉云空泡周期性的脱落细节. 展开更多
关键词 空化流 滤波器湍流模型 湍流粘度 云空泡脱落
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微颗粒强化射流空化及破岩能力研究 被引量：2
10
作者 楚恒智 郭勇 +4 位作者 张楠 刘斌 任铭 郝晨 毕文欣 《石油机械》 北大核心 2023年第8期34-42,共9页
深井、超深井钻井面临地层强度高、机械钻速慢等挑战,利用射流空化作用辅助破碎岩石为深井提速提供了新方向。为此,提出了利用微颗粒降低空化临界负压,提高空化强度的技术思路。采用高速摄影和水听器,证实了微颗粒对射流空化的强化作用... 深井、超深井钻井面临地层强度高、机械钻速慢等挑战,利用射流空化作用辅助破碎岩石为深井提速提供了新方向。为此,提出了利用微颗粒降低空化临界负压,提高空化强度的技术思路。采用高速摄影和水听器,证实了微颗粒对射流空化的强化作用,并通过冲蚀破岩试验探索了微颗粒直径、质量分数及喷距对空化射流破岩能力的影响规律。研究结果表明:微颗粒的存在可提供额外的空化核,同时降低了空化初生难度,可提高井底射流的空化强度;随着微颗粒质量分数的增加,空泡云趋于稳定,空化的周期性特征逐渐消失,微颗粒的磨蚀作用和空泡的冲蚀作用将在岩石表面共同形成辅助破岩效果;随着喷距增大,空化破坏作用先增加后减小,无因次喷距为100时空化射流冲蚀效果最佳;优化设计钻头水眼到井底岩石的距离,是保障空化射流辅助破岩效果的关键。研究结果可为提高深部难钻地层射流辅助破岩效率提供参考。 展开更多
关键词 深井钻井 空化射流 空泡云 高速摄影 空化噪声 破岩
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