針對不同工況的高壓噴射流,利用VOF算法基于OpenFOAM開源平臺開展流場模擬研究。模擬結(jié)果顯示,當壓差為10 MPa時,液核結(jié)構(gòu)始終保持光滑的圓柱狀輪廓,未發(fā)生霧化現(xiàn)象,靶件表面的壓力分布及總打擊力總體較為平穩(wěn);壓差為30,50 MPa的工況均存在明顯的一次霧化現(xiàn)象,液核表面形成坑洼不平的形貌特征,并產(chǎn)生眾多小液滴散布于液核四周,噴霧錐角分別為1.2°和1.6°,廣泛存在的壓力波證實噴射流存在跨音速流動現(xiàn)象,在噴口出口處產(chǎn)生數(shù)量巨大的漩渦結(jié)構(gòu),靶件表面的壓力分布變化劇烈,產(chǎn)生瞬時壓力峰值,分別高達32.5,54.5 MPa,總打擊力具有較大的波動趨勢,其標準差為0.136和0.517。研究表明,霧化現(xiàn)象導(dǎo)致靶件表面的壓力分布劇烈波動,誘發(fā)瞬時壓力峰值并使總打擊力劇烈波動,從而能夠提升高壓清洗效果。 

【文章來源】：液壓與氣動. 2020,(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

方孔模型

方孔不同截面處的流向速度分布及與實驗測量的對比

使用OpenFOAM較為常用的PIMPLE算法進行時間步推進,相輸運方程使用有界性較好的MULES顯性算法求解,時間步離散使用二階精度的backWard策略,對流項使用系數(shù)為0.5的Gamma離散策略。入口使用全壓力邊界條件,入口壓力對應(yīng)3個工況分別為11,31,51 MPa,出口使用非反射邊界條件,出口壓力均為1 MPa,因此3個工況的壓差分別為10, 30, 50 MPa。其余邊界設(shè)置為無滑移壁面。流場的幾何尺寸如圖4a所示,噴嘴的直徑為0.3 mm,長度為4 mm,靶距為4 mm。圖4b也展示了相應(yīng)的網(wǎng)格模型,包含約400萬網(wǎng)格單元。圖4 水射流模型


本文編號：3416726