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基于射流瞬态流速变分模态分解法的纬纱波动幅度预测
1
作者 沈敏 欧阳灿 +4 位作者 熊小双 王真 杨学正 吕永法 余联庆 《纺织学报》 北大核心 2025年第1期187-196,共10页
为降低柔性纬纱在引纬过程中因辅助喷嘴高速气流曳力而产生过大形变,使用基于分解层数优化的变分模态分解(VMD)方法,获得辅助喷嘴射流瞬时速度信号的本征模态分量(IMF),利用IMF预测柔性纬纱运动形变,降低断纬率。首先采用大涡模拟(LES)... 为降低柔性纬纱在引纬过程中因辅助喷嘴高速气流曳力而产生过大形变,使用基于分解层数优化的变分模态分解(VMD)方法,获得辅助喷嘴射流瞬时速度信号的本征模态分量(IMF),利用IMF预测柔性纬纱运动形变,降低断纬率。首先采用大涡模拟(LES)方法数值模拟了圆锥形、圆弧形及圆柱形入口辅助喷嘴射流的瞬态流场分布,监测了辅助喷嘴射流在势核与势尾区域瞬态速度信号;继而,通过VMD方法,得到监测点速度的本征模态分量,讨论了各本征模态信号波动的方差,最后通过双向流固耦合法得到纬纱的径向偏移来验证预测的准确性。结果发现:3种辅助喷嘴势核与势尾处主模态IMF1速度幅值稳定,为辅助喷嘴的主速度模态;次模态IMF2波动大且与纬纱径向偏移具有同步性,可用于预测纬纱波动;第3模态IMF3为高频振荡信号,可视为流场高频噪声信号去除。 展开更多
关键词 喷气织机 辅助喷嘴射流 瞬态流场 大涡模拟 变分模态分解 纬纱波动
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旋转射流除垢作用机理的数值模拟研究
2
作者 钟银 陈述 +2 位作者 赵玉红 薛永志 姚麟 《石油机械》 北大核心 2025年第7期112-121,148,共11页
为进一步探明旋转射流的作用机理,建立了旋转射流除垢的数值模型,并通过与试验结果的对比验证其有效性。比较了旋转射流与常规直射流在流场特性上的差异,揭示了旋转射流除垢过程中的漫流和冲蚀机制,分析了泵压、靶距和喷射角度等参数对... 为进一步探明旋转射流的作用机理,建立了旋转射流除垢的数值模型,并通过与试验结果的对比验证其有效性。比较了旋转射流与常规直射流在流场特性上的差异,揭示了旋转射流除垢过程中的漫流和冲蚀机制,分析了泵压、靶距和喷射角度等参数对其除垢性能的影响规律。研究结果表明:特殊的喷嘴结构决定了旋转射流具有三维速度分布特性;旋转射流具有与常规直射流相近的冲击破碎能力和更大的冲击面积;泵压增加能够显著增强旋转射流的除垢性能,靶距对其除垢性能的影响存在一个最优值,适度增大喷射角度能够进一步促进其除垢效果。研究结果可为旋转射流在除垢作业中的优化应用提供参考。 展开更多
关键词 旋转射流除垢 喷嘴结构 流场特性 工作参数 评价指标
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空化水射流研究方法综述 被引量：2
3
作者 高元 刘博 +3 位作者 赵蒙 张有智 慕晓刚 王煊军 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第1期18-25,共8页
鉴于空化水射流技术的重要性,对空化水射流的产生和作用机理进行了分析,并从空化水射流的流场观测分析、冲蚀作用测量、数值计算仿真三个方面对近年来空化水射流技术研究过程中采用的试验和数值计算研究方法进行了综述,归纳研究热点为... 鉴于空化水射流技术的重要性,对空化水射流的产生和作用机理进行了分析,并从空化水射流的流场观测分析、冲蚀作用测量、数值计算仿真三个方面对近年来空化水射流技术研究过程中采用的试验和数值计算研究方法进行了综述,归纳研究热点为设计喷嘴结构、拓展观测和测量实验方法、优化数值计算方法,并从提高空化水射流观察和测量能力和运用人工智能技术优化数值计算方法等方面提出展望,为空化水射流技术的研究和应用提供参考。 展开更多
关键词 空化水射流 喷嘴 高速摄影 湍流 冲蚀
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仿生喷嘴内壁微织构对浆料流动特性的影响
4
作者 张锦程 胡焰 潘家保 《表面技术》 北大核心 2025年第13期62-71,共10页
目的探究具有不同形状、尺寸及方向的微织构内壁对浆体射流中浆料流动特性的影响,为优化喷嘴结构和提高加工效率提供理论支持。方法在喷嘴内壁设计不同形状、尺寸和方向的微织构,采用理论分析和有限元仿真方法探究不同微织构对浆料及颗... 目的探究具有不同形状、尺寸及方向的微织构内壁对浆体射流中浆料流动特性的影响,为优化喷嘴结构和提高加工效率提供理论支持。方法在喷嘴内壁设计不同形状、尺寸和方向的微织构,采用理论分析和有限元仿真方法探究不同微织构对浆料及颗粒流速的影响。结果浆料在无织构喷嘴内的流速为62.67 m/s,在带有矩形、三角形和弧形织构的喷嘴中的流速分别提升至62.95、63.24、65.37 m/s。在不同形状的微织构中,流畅的弧形与稳定的三角形及规则的矩形相比,表现出更为显著的减阻增速效果。通过探究弧形微织构尺寸发现,结构尺寸较小,则形成的涡旋不明显、增速效果较差;选择适中的织构尺寸时,能够更有效地达到减阻增速效果,浆料流速可达到71.3 m/s。在相同条件下进一步研究微织构方向对浆料流速的影响时发现,当微织构向轴线内凸时,涡旋分布更为均匀,对浆料的增速效益更明显。结论喷嘴内壁微织构的存在可以减小浆料流动时受到的阻力,提高浆料的流速。光滑弧形对流经喷嘴内壁的浆料的增益效果最为显著,选择适中的微织构尺寸对涡旋增速的效果更好。与此同时,当微织构向轴线内凸时,均匀的涡旋分布增益效果更优。设计一定形状、尺寸和方向的喷嘴内壁微织构表面,有利于提高浆体射流速度,降低磨料对喷嘴内壁的贴附和磨损,从而延长喷嘴的使用寿命。 展开更多
关键词 浆体射流 喷嘴 近壁面流速 微织构 浆料速度 减阻效果
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基于流场特征的空化水射流破碎固体推进剂效果
5
作者 高元 刘博 +3 位作者 赵蒙 周文君 慕晓刚 王煊军 《火炸药学报》 北大核心 2025年第5期474-483,I0004,共11页
为研究流场特征对空化水射流破碎固体推进剂的影响规律,以HTPB推进剂为研究对象,采用应力混合涡流模型(SBES)开展了冲击场条件下不同喷嘴扩张角角度的空化水射流数值计算,分析了喷嘴结构参数对流场特征的影响机制;进行了空化水射流破碎H... 为研究流场特征对空化水射流破碎固体推进剂的影响规律,以HTPB推进剂为研究对象,采用应力混合涡流模型(SBES)开展了冲击场条件下不同喷嘴扩张角角度的空化水射流数值计算,分析了喷嘴结构参数对流场特征的影响机制;进行了空化水射流破碎HTPB推进剂实验研究,探讨流场特征与破碎效果的影响规律。结果表明,势流核的长度受喷嘴扩张角角度影响,进而影响靶面速度分布,推进剂破碎深度与靶面处的速度峰值分布正相关;喷嘴出口的回射流限制了空化向喷嘴壁面方向的发展,从而影响空化强度,破碎坑表面积与空化强度正相关,略小于空化云覆盖区域。实验结果表明,冲击场下的流场特征和破碎结果表现出极大的相关性,说明该方法计算得到的流场特征可以用于喷嘴结构的优化与设计,提高推进剂破碎效率;喷嘴扩张角角度为60°时,空化水射流的速度和空化强度具有显著优势,结合破碎质量、破碎深度和破碎坑面积分析,此时表现出的破碎效果最佳。 展开更多
关键词 流体力学 流场特性 空化水射流 HTPB推进剂 喷嘴结构 破碎特性 数值计算
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不同结构空化射流喷嘴流场特性对比 被引量：1
6
作者 郭晨睿 李敬彬 +4 位作者 李欢 马汝涛 王浩 钟侯 李锐 《石油机械》 北大核心 2024年第12期8-16,共9页
喷嘴类型与结构是影响空化射流性能的关键因素。通过CFD数值模拟方法探究了风琴管自振空化射流喷嘴、Helmholtz型空化射流喷嘴、角形空化射流喷嘴、中心体空化射流喷嘴和叶轮式旋转空化射流喷嘴的流场特性。开展射流喷嘴流场室内测试,... 喷嘴类型与结构是影响空化射流性能的关键因素。通过CFD数值模拟方法探究了风琴管自振空化射流喷嘴、Helmholtz型空化射流喷嘴、角形空化射流喷嘴、中心体空化射流喷嘴和叶轮式旋转空化射流喷嘴的流场特性。开展射流喷嘴流场室内测试,以射流扩散角为评价指标,验证了数值分析的可靠性。根据不同结构空化射流喷嘴的流场特性和现场工程应用需求,给出了适用于不同场景的空化射流喷嘴类型推荐和说明。研究结果表明:风琴管自振空化射流喷嘴射流冲击压力高且稳定性强(最高冲击压力12.165 MPa),适用于钻井过程中辅助破岩场景;Helmholtz型空化射流喷嘴脉冲频率高(2.0 kHz)且空泡运移距离远,适用于老井洗井解堵处理场景;角形空化射流喷嘴射流扩散能力强且空化程度高,适用于油田废水处理中乳化油破乳场景;中心体空化射流喷嘴具有集中于出口中心的空泡群和7.047 MPa的射流冲击压力,适用于煤层气开采中煤层瓦斯解吸渗流场景;叶轮式旋转空化射流喷嘴具有倒“U”形速度分布和空化作用范围大的特点,适用于水合物开采中径向分支钻孔场景。研究结果可为空化射流喷嘴选型提供理论依据。 展开更多
关键词 空化射流 射流喷嘴 流场特性 喷嘴选型 射流扩散角
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射流电沉积流场变化对铜沉积层的影响
7
作者 李子豪 彭文海 +1 位作者 王艳虎 方铁辉 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期207-215,共9页
目的探究射流电沉积过程中电镀液流场参数对铜沉积层的微观形貌、粗糙度、定域性和沉积速率的影响。方法以铂丝为阳极、镍板为阴极,电镀液从内置阳极铂丝的喷嘴流出接触镍板阴极,在外加电场作用下铜离子还原形成铜沉积层。通过控制喷嘴... 目的探究射流电沉积过程中电镀液流场参数对铜沉积层的微观形貌、粗糙度、定域性和沉积速率的影响。方法以铂丝为阳极、镍板为阴极,电镀液从内置阳极铂丝的喷嘴流出接触镍板阴极,在外加电场作用下铜离子还原形成铜沉积层。通过控制喷嘴形状、长宽比例(1∶1、2∶1、4∶1、6∶1)等来改变射流状态及流场参数。利用激光三维形貌仪、扫描电镜、COMSOL模拟等手段分析流场参数变化对铜沉积层粗糙度、定域性、缺陷的影响规律。结果当喷嘴面积固定时,矩形喷嘴长宽比的变化显著影响铜沉积层的粗糙度、瘤状沉积物、定域性以及内部缺陷。当长宽比为1∶1时,沉积层面粗糙度Sa=5.40μm,定域性差,沉积范围为喷嘴宽度的192%,且瘤状沉积物较多。随着长宽比的减小,表面粗糙度逐渐降低,结构趋于均匀,瘤状沉积物也相应减少,且定域性精度增加。当长宽比为6∶1时,铜沉积层面粗糙度Sa=2.76μm,定域性误差为-1%,瘤状沉积物显著减少。利用截面扫描电镜观察发现,当长宽比为6∶1时,沉积层内部的微裂纹、气孔最少。COMSOL流场模拟了不同长宽比下流场的速度分布,结果与实验一致。结论流场速度分布的均匀性显著影响铜沉积层的表面质量和内部结构。流场流速分布均匀性增加,则沉积层表面粗糙度降低,气泡、瘤状物等减少,且内部致密性增加,微裂纹、微孔洞等沉积缺陷明显减少。 展开更多
关键词 流场 射流电沉积 喷嘴 长宽比 铜
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缩放型喷嘴产生的空化射流流场数值模拟 被引量：24
8
作者 卢义玉 王晓川 +1 位作者 康勇 陈宇龙 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期57-60,共4页
应用Standardk-ε,RNGk-ε和Standardk-ω湍流模型对缩放型喷嘴内部湍流流场进行数值模拟,结合理论及质量流量测试试验对数值模拟结果进行对比验证。结果表明:RNGk-ε湍流模型最适合用于数值模拟缩放型喷嘴内部的湍流流场;RNGk-ε湍流... 应用Standardk-ε,RNGk-ε和Standardk-ω湍流模型对缩放型喷嘴内部湍流流场进行数值模拟,结合理论及质量流量测试试验对数值模拟结果进行对比验证。结果表明:RNGk-ε湍流模型最适合用于数值模拟缩放型喷嘴内部的湍流流场;RNGk-ε湍流模型数值模拟结果显示缩放型喷嘴收缩角使喷嘴喉管部产生了低压场,压差的产生使水射流的空化效果得到了提高。 展开更多
关键词 空化水射流 缩放型喷嘴 流场 数值模拟 流动特性
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喷气涡流纺喷嘴内部三维流场的数值研究 被引量：21
9
作者 邹专勇 俞建勇 +1 位作者 薛文良 程隆棣 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期86-89,共4页
采用3D CFD建立喷气涡流纺喷嘴结构模型,应用Fluent 6.2流体计算软件对模型内气流场进行数值模拟,表征了喷嘴内部三维流场的流动状态,解析了喷嘴内气流流场的压力场和速度场分布,分析了流场与成纱机制的相关关系。研究表明:压缩气流经... 采用3D CFD建立喷气涡流纺喷嘴结构模型,应用Fluent 6.2流体计算软件对模型内气流场进行数值模拟,表征了喷嘴内部三维流场的流动状态,解析了喷嘴内气流流场的压力场和速度场分布,分析了流场与成纱机制的相关关系。研究表明:压缩气流经喷孔后在喷嘴内形成三维旋转气流,切向、轴向气流速度分布符合旋转气流理论;切向气流对边缘自由端纤维加捻,轴向气流对纤维束的牵伸作用可忽略,径向气流对纤维束起膨胀作用,在切向气流作用下获得更多的包缠纤维;喷嘴内部静压呈U形分布;边缘自由端纤维在不同位置加捻程度的差异导致纱线捻度不匀。 展开更多
关键词 喷气涡流纺 喷嘴 流场 模拟 成纱机制
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喷气织机辅助喷嘴喷孔结构优化设计 被引量：11
10
作者 张亮 冯志华 +2 位作者 刘帅 陈亮 张晓飞 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期112-117,123,共7页
为寻求喷气织机辅助喷嘴的最优结构以改善辅助喷嘴引纬的综合性能,建立辅助喷嘴的三维模型,利用CFD软件的Fluent对辅助喷嘴引纬流场进行数值模拟,得到0.3 MPa供气压力下辅助喷嘴出口射流中心线的速度曲线、辅助喷嘴入口的质量流,以及距... 为寻求喷气织机辅助喷嘴的最优结构以改善辅助喷嘴引纬的综合性能,建立辅助喷嘴的三维模型,利用CFD软件的Fluent对辅助喷嘴引纬流场进行数值模拟,得到0.3 MPa供气压力下辅助喷嘴出口射流中心线的速度曲线、辅助喷嘴入口的质量流,以及距离辅助喷嘴出口40 mm处截面上的速度分布。为验证辅助喷嘴结构的优化设计,通过引纬平稳性、能耗和最大流速进行综合分析。结果表明:锥角为6°的单孔辅助喷嘴综合性能最优,最大流速和引纬平稳性分别提高了4.4%和36.7%;长宽比为3.3左右的矩形孔辅助喷嘴综合性能最优,引纬平稳性提高了7.3%;双孔辅助喷嘴根据上述3种指标获得对应指标下的最优组合以满足实际引纬的不同要求。 展开更多
关键词 辅助喷嘴 数值模拟 流场 喷孔结构 喷气织机
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基于CFD的自推进破岩喷嘴流场仿真研究 被引量：9
11
作者 胡坤 彭旭 +2 位作者 李杰 付必伟 艾志久 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期159-165,共7页
在低渗透油井径向水力深穿透增产工艺中,自推进射流喷嘴是核心工作元件。利用计算流体动力学方法研究射流喷嘴内外流场,并对喷嘴的自推进力进行计算。得出以下结论:(1)多喷口喷嘴在井底形成局部高压区,同时在井底中心区域形成高压带,有... 在低渗透油井径向水力深穿透增产工艺中,自推进射流喷嘴是核心工作元件。利用计算流体动力学方法研究射流喷嘴内外流场,并对喷嘴的自推进力进行计算。得出以下结论:(1)多喷口喷嘴在井底形成局部高压区,同时在井底中心区域形成高压带,有助于破碎岩石。(2)喷嘴射流在井底形成的壁面剪切力成对称分布趋势,合理设计喷嘴结构有助于提高壁面剪切力。(3)尾喷口流道中的最大速度趋于集中在一侧壁面上,会导致喷嘴结构磨损,合理设计尾喷口的角度及尾喷口与喷嘴简单的连接结构,有助于改善尾喷口射流流场,提高喷嘴寿命。(4)利用CFD计算喷嘴的推进力与实测结果较吻合,因此,利用CFD预测喷嘴的推进力是可行的。 展开更多
关键词 流场仿真 计算流体动力学 自推进喷嘴 多股射流 仿真
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基于CFD的喷气织机辅助喷嘴流场分析 被引量：13
12
作者 谭保辉 冯志华 +1 位作者 刘丁丁 唐银萍 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期123-128,共6页
为研究辅助喷嘴的流场性质,建立喷气织机辅助喷嘴流场的三维模型,利用计算流体动力学(CFD)分析软件Fluent对辅助喷嘴流场的三维模型进行数值模拟,得到供气压力为0.28 MPa条件下辅助喷嘴出口实际流速中心线上的速度分布曲线、压力分布曲... 为研究辅助喷嘴的流场性质,建立喷气织机辅助喷嘴流场的三维模型,利用计算流体动力学(CFD)分析软件Fluent对辅助喷嘴流场的三维模型进行数值模拟,得到供气压力为0.28 MPa条件下辅助喷嘴出口实际流速中心线上的速度分布曲线、压力分布曲线以及不同供气压力条件下辅助喷嘴出口的速度分布曲线。计算结果表明:供气压力为0.28 MPa时,辅助喷嘴出口最大风速达404 m/s,在辅助喷嘴出口出现了负压区;随着供气压力的增大,辅助喷嘴出口风速逐渐增大,供气压力每增加0.10 MPa,出口风速约增加50 m/s。通过与相关文献实验值的比较,证明了数值模拟方法和实验方法分析辅助喷嘴流场的一致性。 展开更多
关键词 喷气织机 辅助喷嘴 CFD FLUENT 流场
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喷气织机辅助喷嘴流场特性分析与纬纱牵引实验研究 被引量：13
13
作者 王卫华 冯志华 +3 位作者 谭保辉 董腾中 陈亮 刘帅 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期121-128,共8页
针对喷气织机辅助喷嘴引纬工艺的关键问题,利用CFD软件Fluent对辅助喷嘴引纬流场进行数值模拟,得到辅助喷嘴出口射流中心线上的速度曲线。为验证数值模拟的合理性,通过实验获取了不同供气压力条件下多种辅助喷嘴出口气流中心线上不同位... 针对喷气织机辅助喷嘴引纬工艺的关键问题,利用CFD软件Fluent对辅助喷嘴引纬流场进行数值模拟,得到辅助喷嘴出口射流中心线上的速度曲线。为验证数值模拟的合理性,通过实验获取了不同供气压力条件下多种辅助喷嘴出口气流中心线上不同位置的速度值,并将实验数据与数值模拟进行比较。结果表明,实验所得速度值的总体变化趋势与数值模拟得到的速度曲线基本一致。在一定程度上,很好地验证了运用Fluent软件对辅助喷嘴引纬流场进行数值模拟的可行性。文中进一步以2种辅助喷嘴为研究对象对不同种类纬纱的牵引作用进行实验测试,证实了单孔辅助喷嘴引纬流场具有射流强度大、稳定性高、集束性好等特性。 展开更多
关键词 喷气织机 辅助喷嘴 流场 数值模拟 纬纱
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2种角度横向紊动射流的实验分析 被引量：21
14
作者 郭婷婷 徐忠 李少华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1207-1210,共4页
对射入均匀横流中的单股紊动射流流场进行了实验研究.利用IFA300型热膜风速仪系统测量了对称面内的流动,射流入射方向与横向主气流之间的角度为90°和60°,得到了射流与主气流速度比R为2和4的速度场和湍动能分布,并给出了不同... 对射入均匀横流中的单股紊动射流流场进行了实验研究.利用IFA300型热膜风速仪系统测量了对称面内的流动,射流入射方向与横向主气流之间的角度为90°和60°,得到了射流与主气流速度比R为2和4的速度场和湍动能分布,并给出了不同工况下的射流轴线轨迹.结果表明:射流入射角与速度比对流场影响很大;射流对横向主气流的影响主要集中在射流发生弯曲直至与主气流平行的区域内,当射流垂直入射时,射流背风侧存在流动分离现象,当射流倾斜入射时,分离现象基本消失;当R值增大时,射流轨迹起始段的长度增加,对主流场影响的范围增大,射流入射方向与主气流之间的角度值减小,射流轨迹的垂直高度降低,射流对主流场影响的区域减小. 展开更多
关键词 横流 紊动射流 热膜风速仪 流场
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前混合式磨料水射流喷嘴外流场仿真与实验 被引量：12
15
作者 崔俊奎 赵军 +2 位作者 李国威 郭仁宁 武春晓 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期410-414,共5页
通过建立磨料水射流喷嘴有限元模型，对2种不同直径的前混合式磨料水射流的喷嘴外流场进行仿真分析．结果表明，在喷嘴其它几何条件相同的情况下，出口直径对喷嘴的出口速度影响比较大，出口直径越大，出口速度越小；在一定程度上将混... 通过建立磨料水射流喷嘴有限元模型，对2种不同直径的前混合式磨料水射流的喷嘴外流场进行仿真分析．结果表明，在喷嘴其它几何条件相同的情况下，出口直径对喷嘴的出口速度影响比较大，出口直径越大，出口速度越小；在一定程度上将混合管适当地加长，可以提高磨料射流在喷嘴出口处的速度；磨料水射流最佳的切割距离为喷嘴出1：7直径的2．0—5．0倍．磨料水射流切割靶体实验结果与靶体冲击仿真结果基本吻合． 展开更多
关键词 前混合式 磨料水射流 喷嘴 流场仿真 有限元法
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射流角度对流体控制矢量喷管的影响 被引量：6
16
作者 徐学邈 王如根 +2 位作者 张相毅 周敏 周向东 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2008年第1期5-8,共4页
采用基于雷诺平均的三维N-S方程和RNGk-ε湍流模型对某型喷管射流注入时的全流场进行了数值模拟,计算结果和试验数据符合良好。为研究射流注入角度对喷管流场的影响,数值模拟了9组射流角下的喷管流场,计算结果表明:射流垂直壁面注入时... 采用基于雷诺平均的三维N-S方程和RNGk-ε湍流模型对某型喷管射流注入时的全流场进行了数值模拟,计算结果和试验数据符合良好。为研究射流注入角度对喷管流场的影响,数值模拟了9组射流角下的喷管流场,计算结果表明:射流垂直壁面注入时产生的推力矢量角最大,逆流注入气流对喷管流场的改变要明显大于顺流注入气流的影响,但产生的损失也较大。 展开更多
关键词 射流 喷管流场 矢量角 数值模拟
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多孔喷嘴射流泵流动模拟与涡结构分析 被引量：16
17
作者 龙新平 姚鑫 杨雪龙 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第2期136-140,152,共6页
基于有限体积法和Realizable k-ε湍流模型,对多孔喷嘴射流泵内部流场进行数值模拟和分析,并与试验结果进行对比,验证了数值模拟的可靠性.引入涡动力学理论对喉管内部工作流体和被吸流体的混合机理进行分析,研究了喉管内部流向涡和展向... 基于有限体积法和Realizable k-ε湍流模型,对多孔喷嘴射流泵内部流场进行数值模拟和分析,并与试验结果进行对比,验证了数值模拟的可靠性.引入涡动力学理论对喉管内部工作流体和被吸流体的混合机理进行分析,研究了喉管内部流向涡和展向涡的分布及其峰值沿流向的变化.结果表明:多孔喷嘴结构能够加快工作流体和被吸流体的混合,提高射流泵的效率;射流泵喉管内的涡结构对工作流体和被吸流体的混合有重要影响,相对流向涡而言,展向涡的强度较大,在喉管内的衰减较为平缓;在射流泵中,对两股流体起主要掺混作用的是流向涡,其强度和衰减的速率决定了混合效率;在涡量一定的情况下,流向涡越强,衰减越快;展向涡结构越小,越能加速喉管中的混合,从而提高泵的效率;喉管内涡的分布表明,位于喷嘴中心的出口可能导致较大的损失,各孔喷嘴出口应优先沿圆周方向布置. 展开更多
关键词 多孔喷嘴射流泵 喷嘴结构 流场分析 流向涡 展向涡
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三维横向紊动射流流场结构的数值分析 被引量：10
18
作者 郭婷婷 李少华 徐忠 《动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期244-248,共5页
对横向紊动射流流场结构、流动机理的研究具有重要的学术意义,同时对解决工程应用中存在的许多问题具有指导作用。利用RNG模型对横流中单股紊动射流流场的流动特性进行了数值模拟。运用SIMPLEC算法求解了适体坐标系下的控制方程,壁面函... 对横向紊动射流流场结构、流动机理的研究具有重要的学术意义,同时对解决工程应用中存在的许多问题具有指导作用。利用RNG模型对横流中单股紊动射流流场的流动特性进行了数值模拟。运用SIMPLEC算法求解了适体坐标系下的控制方程,壁面函数法处理近壁区流动。得到了射流与主气流速度比为2和4的流场。结果表明:较大的射流速度对主气流流场影响大;射流内部已形成明显的反向涡旋对(CVP);射流喷孔上游处出现了主气流向喷孔内部流动的趋势;射流喷孔背风侧存在尾迹区。 展开更多
关键词 工程热物理 紊动射流 湍流模型 数值模拟 流场
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径向水平钻孔直旋混合射流喷嘴流场特性分析 被引量：25
19
作者 廖华林 李根生 +1 位作者 李敬彬 牛继磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1895-1900,共6页
为解决高压水射流径向水平钻孔时孔径和孔深相互矛盾的问题,设计了一种兼具直射流和旋转射流特点的直旋混合射流喷嘴。运用数值模拟方法,采用RNG k-ε湍流模型对所设计喷嘴的内外流场进行了三维流动特性分析,运用高速摄影对射流结构和... 为解决高压水射流径向水平钻孔时孔径和孔深相互矛盾的问题,设计了一种兼具直射流和旋转射流特点的直旋混合射流喷嘴。运用数值模拟方法,采用RNG k-ε湍流模型对所设计喷嘴的内外流场进行了三维流动特性分析,运用高速摄影对射流结构和破岩特征进行了对比。结果表明,直旋混合射流喷嘴所形成的射流具有直射流和旋转射流特征,比锥形直射流喷嘴扩孔能力强、比旋转射流喷嘴钻孔深度大。直旋混合射流的轴向速度与直射流相比不存在等速核,与旋转射流相比轴心速度高,能够形成一定的钻孔深度,不会形成孔底锥起;切向速度沿喷嘴径向呈现"M"型分布,能形成较大的孔径;径向速度呈轴对称分布,存在明显的漫流层,有助于岩屑的脱离。流场特性模拟结果与实际破岩钻孔特征基本一致。 展开更多
关键词 直旋混合射流 冲击流场 径向水平井 RNGk-ε湍流模型
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新型旋转射流多孔喷嘴流场的分析 被引量：10
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作者 李敬彬 李根生 +2 位作者 黄中伟 宋先知 李奎 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第7期32-36,41,共6页
设计了一种适用径向水平井技术的旋转射流多孔喷嘴。其前端面均布3个不同切向倾角15°、30°、45°的孔眼。利用数值模拟方法,采用RNG k-ε湍流模型对该喷嘴流场特征进行了研究,并与试验破岩结果进行了对比。结果表明,15... 设计了一种适用径向水平井技术的旋转射流多孔喷嘴。其前端面均布3个不同切向倾角15°、30°、45°的孔眼。利用数值模拟方法,采用RNG k-ε湍流模型对该喷嘴流场特征进行了研究,并与试验破岩结果进行了对比。结果表明,15°孔眼轴向速度较大,扩散性差,衰减缓慢,类似直射流,破岩效果适中;30°孔眼轴向、径向、切向速度均较大,扩散性适中,衰减较慢,其破岩效果最佳;45°孔眼虽具有较高切向、径向速度,但扩散性较强,衰减较严重,可形成较大破岩面积,但破岩深度有限;3个孔眼破岩面积在径向存在重叠,当喷嘴旋转时,可轨道扫描式完成联合破岩;不同倾角破岩效果不同,本试验中30°倾角的孔眼破岩效果最佳。流场数值模拟结果与实际破岩效果基本一致。 展开更多
关键词 径向水平井 旋转射流 多孔喷嘴 流场分析
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