排灌机械工程学报

作者：陈松平,李伟,*,张文全,胡敬宁,杨勇飞,刘明江

单位：1. 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心, 江苏 镇江212013; 2. 江苏大学镇江流体工程装备技术研究院, 江苏 镇江 212009; 3. 南通大学机械工程学院, 江苏 南通226019

关键词：空化射流,数值计算,旋涡,喷嘴,剪切空泡

基金：国家重点研发计划项目(2020YFC1512405);国家自然科学基金资助项目(51679111);江苏省“333高层次人才培养工程”科研资助项目;江苏省“一带一路”创新合作项目(BZ2020068);江苏高校优势学科建设工程项目;江苏省现代农业装备与技术协同创新中心项目(4091600014)

为研究空化射流结构及剪切空泡的形成演化,文中采用RANS-LES混合模型方法对一种缩放型喷嘴的空化水射流进行数值模拟计算,对比分析了不同扩张角喷嘴对射流流场的影响以及空泡初生阶段其形态、速度、湍动能等物理量的变化规律.计算结果发现:喷嘴扩张角对空化射流影响较大,当扩张角为60°时其空化性能更优;由于空化射流速度非常高,射流剪切层内存在较大的速度梯度,两侧流体发生频繁的能量交换并产生许多旋涡结构;空化现象最早发生在喷嘴喉管处并逐渐向扩张段及喷嘴出口附近运动发展,空化程度不断增大,不同时刻径向截面内的各参数均沿轴心对称分布,空泡形态呈圆环状,并随着时间推移圆环面积逐渐增大.研究结果对于提高空化水射流性能、拓宽空化水射流应用范围、揭示空化水射流特性等方面具有一定的应用价值及指导作用.

来源：2023年第3期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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