自激振荡型气动喷嘴实验及数值模拟研究

论文摘要

自激振荡脉冲射流是一种新型的射流形式,具有高效、节能等优点,可应用于矿产开采、污垢清洗、天然气输送等领域。自激振荡喷嘴具有结构简单、体积小、利用自身特殊结构、无需外加激励就能产生脉冲射流的特点。作为自激振荡脉冲射流系统的核心部件,国内外学者对以水为介质的自激振荡喷嘴做了深入研究,但是针对完全气体介质的自激振荡喷嘴的研究很不充分,因此本文通过理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法,对气动型自激振荡脉冲喷嘴射流特性进行研究。首先,总结了自激振荡脉冲射流的研究背景、研究意义以及国内外研究现状;阐述了本课题的主要工作;对自激振荡脉冲射流的频率特性和喷嘴固有频率进行了基础理论分析,分别得出了频率表达式,获得了产生自激振荡脉冲射流的有效反馈条件。其次,介绍了实验内容和目的、实验装置和采集系统;通过对自激振荡脉冲射流流场进行实验研究,分析了腔室长度、腔室直径等结构参数和喷嘴入口压力等运行参数对自激振荡脉冲射流效果的影响,进而确定产生自激振荡脉冲射流的最优结构参数和运行参数。然后,介绍了计算流体动力学软件、数值模型和计算方法;基于延迟脱体涡模拟方法（Delayed Detached-Eddy Simulation,DDES）,采用ANSYS FLUENT 14.5进行数值模拟,针对上下喷嘴直径比、腔室长度、腔室直径等结构参数和喷嘴入口压力、入口湍流强度等运行参数对自激振荡脉冲射流效果的影响;通过分析振荡腔室的压力场和速度场,解释了自激振荡脉冲射流的发生机理。最后,总结全文的研究结果,指出不足,确定进一步研究方向。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 潘哲哲

导师: 胡建军

关键词: 自激振荡,气动喷嘴,结构参数,实验研究,数值模拟

来源: 燕山大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 燕山大学

分类号: O358

DOI: 10.27440/d.cnki.gysdu.2019.000176

总页数: 60

文件大小: 19839K

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