自激振荡型气动喷嘴实验及数值模拟研究

发布时间：2023-02-23 18:49

　　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 Sim...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要工作
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 研究路线
第2章 自激振荡脉冲射流基础理论
    2.1 自激振荡脉冲射流特性分析
        2.1.1 自激振荡脉冲射流频率特性
        2.1.2 自激振荡脉冲喷嘴固有频率
    2.2 流体激励的几种类型
    2.3 自激振荡脉冲射流发生机理
    2.4 本章小结
第3章 自激振荡型气动喷嘴实验研究
    3.1 实验装置介绍
        3.1.1 实验系统
        3.1.2 自激振荡型喷嘴
        3.1.3 压力传感器校核
    3.2 实验方法及评价方法
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 实验曲线
        3.2.3 评价方法
    3.3 结构参数对自激振荡效果影响的分析
        3.3.1 腔长对自激振荡效果的影响
        3.3.2 腔径对自激振荡效果的影响
    3.4 入口压力对自激振荡效果影响的分析
    3.5 本章小结
第4章 自激振荡型气动喷嘴数值模型建立
    4.1 计算流体动力学软件介绍
        4.1.1 ANSYS ICEM网格生成技术
        4.1.2 计算流体动力学的特点
        4.1.3 计算流体动力学模拟过程
    4.2 数值计算模型
        4.2.1 几何模型建立
        4.2.2 网格划分及无关性检查
        4.2.3 流体物性及边界条件设置
        4.2.4 DDES方法的介绍
    4.3 本章小结
第5章 自激振荡型气动喷嘴数值模拟
    5.1 自激振荡喷嘴的流场分析
        5.1.1 喷嘴流场压力分布
        5.1.2 喷嘴流场速度分布
    5.2 结构参数对自激振荡效果的影响
        5.2.1 喷嘴直径比对自激振荡效果的影响
        5.2.2 腔长对自激振荡效果的影响
        5.2.3 腔径对自激振荡效果的影响
        5.2.4 实验结果与模拟结果的比较
    5.3 入口边界条件对自激振荡效果的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间主要成果
致谢



本文编号：3748545