自激振荡脉冲射流装置性能影响因素数值分析及喷嘴结构优化设计
| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-7页 |
| 图例索引 | 第7-9页 |
| 列表索引 | 第9-14页 |
| 第一章 绪论 | 第14-36页 |
| 第一节 工业应用背景 | 第14-18页 |
| 一、水射流装置的工业应用 | 第14-15页 |
| 二、本论文的工程应用背景 | 第15-18页 |
| 第二节 射流喷嘴的研究和应用现状 | 第18-22页 |
| 第三节 水射流清洗装置相关理论和试验研究综述 | 第22-30页 |
| 一、连续高压水射流研究概况 | 第22-23页 |
| ·、连续高压水射流装置开发和应用情况 | 第22-23页 |
| ·连续高压水射流理论研究概况 | 第23页 |
| 二、脉冲水射流装置的理论分析和试验研究 | 第23-30页 |
| ·脉冲水射流装置的开发和应用情况 | 第23-25页 |
| ·脉冲水射流装置相关理论研究 | 第25-30页 |
| 第四节 本论文研究内容及具体研究思路 | 第30-31页 |
| 参考文献 | 第31-36页 |
| 第二章 自激脉冲射流喷嘴的频率特性研究 | 第36-50页 |
| 第一节 概述 | 第36-39页 |
| 一、自激脉冲装置频率特性研究现状 | 第36-37页 |
| 二、脉冲装置频率特性分析常用方法及对比 | 第37-39页 |
| 第二节 波速对自振脉冲射流频率的影响 | 第39-44页 |
| 一、自激振荡脉冲射流的有效激励条件判定 | 第39-41页 |
| 二、波速对自激振荡脉冲射流频率的影响 | 第41-44页 |
| ·自激振荡脉冲射流中的波速 | 第42-44页 |
| ·波速对脉冲射流频率的影响 | 第44页 |
| 第三节 自激喷嘴频率特性分析 | 第44-48页 |
| 一、流体网络理论的几个基本概念 | 第44-45页 |
| 二、自激脉冲喷嘴频率特性分析式 | 第45-48页 |
| 参考文献 | 第48-50页 |
| 第三章 液气两相流二维定常空化数值理论 | 第50-75页 |
| 第一节 自激振荡脉冲射流装置概述 | 第50-51页 |
| 第二节 空化理论基础及定常空化模型 | 第51-62页 |
| 一、空化理论基础及应用概况 | 第51-54页 |
| 二、定常空化模型 | 第54-56页 |
| ·液气两相流动理论分析方法的选取 | 第54-55页 |
| ·数值分析中空化影响的填加 | 第55-56页 |
| ·、质点标记与网格加密方法 | 第55-56页 |
| ·、气泡增长模型 | 第56页 |
| ·本文定常空化模型研究思想 | 第56页 |
| 三、通用双流体模型控制方程 | 第56-61页 |
| ·、液气双流体模型求解基本假定 | 第57页 |
| ·、液气双流体模型 | 第57-61页 |
| 四、气液双流体模型中的几个问题 | 第61-62页 |
| ·、相间压力分摊问题 | 第61页 |
| ·、连续相和离散相的处理 | 第61页 |
| ·、相间作用力 | 第61-62页 |
| ·、介质密度差引起的浮力 | 第62页 |
| 第三节 数值计算方法 | 第62-72页 |
| 一、HFAM五点格式 | 第63-69页 |
| ·、二维定常流对流扩散方程的HFAM五点格式 | 第63-65页 |
| ·、不规则区域网格生成技术 | 第65-66页 |
| ·、坐标变换后液气二相流控制方程 | 第66-69页 |
| 二、液气两相流的SIMPLE算法 | 第69-72页 |
| ·、液气两相压力修正方程的推导 | 第69-70页 |
| ·、各相体积分数的确定 | 第70-71页 |
| ·、液气两相流SIMPLE算法求解步骤 | 第71页 |
| ·、坐标变换后的压力修正方程 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-75页 |
| 第四章 非定常空化模型研究及自激脉冲发生要点分析 | 第75-107页 |
| 第一节 空化初生的动力判据 | 第75-78页 |
| 一、空化判据研究概况 | 第75-76页 |
| 二、空化初生动力判据研究 | 第76-78页 |
| 第二节 二维非定常空化模型及改进 | 第78-84页 |
| 一、Fluent软件简介 | 第78页 |
| 二、混合模型(Mixture Model) | 第78-80页 |
| ·、混合模型连续方程 | 第79页 |
| ·、动量方程 | 第79页 |
| ·、第二相体积分数方程 | 第79-80页 |
| 三、空化模型(CaVitation Model) | 第80页 |
| 四、二维非定常空化模型的改进 | 第80-83页 |
| 1、记忆合金模型 | 第80-81页 |
| 2、广义密度理论 | 第81-82页 |
| 3、二维非定常改进空化模型 | 第82-83页 |
| 五、计算方法 | 第83-84页 |
| 第三节 低压大流量自激脉冲射流发生机理研究 | 第84-88页 |
| 一、自激脉冲发生机理研究相关理论综述 | 第84-86页 |
| 1、描述射流边界涡的两种常用方法 | 第84-86页 |
| 2、高压小流量自激脉冲射流发生机理分析 | 第86页 |
| 二、低压大流量自激脉冲射流发生机理研究 | 第86-88页 |
| 第四节 低压大流量自激脉冲发生要点分析 | 第88-93页 |
| 一、典型工况数值模拟结果 | 第88-89页 |
| 二、数值模拟结果分析 | 第89-92页 |
| 1、腔内速度矢量变化规律 | 第89-90页 |
| 2、腔内空化区变化规律 | 第90-91页 |
| 3、腔内压力场分析 | 第91-92页 |
| 三、自激脉冲发生要点小结 | 第92-93页 |
| 参考文献 | 第93-107页 |
| 第五章 自激脉冲射流喷嘴数值优化 | 第107-129页 |
| 第一节 结构参数变化对腔内空化区的影响 | 第107-121页 |
| 一、最佳工况下腔内空化区涡环结构特点 | 第107-109页 |
| 二、数值试验工况 | 第109-110页 |
| 三、自激腔径对空化区涡环结构影响分析 | 第110-112页 |
| 四、下喷嘴直径变化对空化区涡环结构影响分析 | 第112-114页 |
| 五、腔长对涡环结构影响分析 | 第114-118页 |
| 六、其它腔体结构影响因素分析 | 第118-120页 |
| 七、自激腔体结构优化小结 | 第120-121页 |
| 第二节 运行参数对腔内空化区的影响 | 第121-128页 |
| 一、上喷嘴入口静压变化对空化区的影响 | 第121-123页 |
| 二、上喷嘴入口流速变化对涡环结构的影响 | 第123-125页 |
| 三、淹没射流条件下腔内流场数值模拟 | 第125-126页 |
| 四、运行参数对装置频率的影响分析 | 第126-128页 |
| 参考文献 | 第128-129页 |
| 第六章 自激脉冲发生装置试验研究 | 第129-148页 |
| 第一节 概述 | 第129-131页 |
| 一、试验目的 | 第129-130页 |
| 二、模型试验预期目标 | 第130-131页 |
| 第二节 自激脉冲发生试验装置 | 第131-135页 |
| 一、试验装置 | 第131-134页 |
| 1、循环泵 | 第131页 |
| 2、自激脉冲喷嘴 | 第131-132页 |
| 3、试验台架 | 第132-134页 |
| 二、试验内容及方法 | 第134-135页 |
| 第三节 试验分析及结论 | 第135-147页 |
| 一、数据处理与频谱分析 | 第135-136页 |
| 二、试验曲线分析 | 第136-143页 |
| 1、试验工况分析曲线 | 第136-139页 |
| 2、腔体结构参数对激振频率的影响 | 第139-143页 |
| ·腔径与下喷嘴的配合D_c／d_2 | 第139-140页 |
| ·上、下喷嘴直径比d_2／d_1 | 第140页 |
| ·自激腔的长径比Lc／Dc | 第140-141页 |
| ·碰撞壁锥度的影响 | 第141-142页 |
| ·工作压力的影响 | 第142-143页 |
| 三、打击力分析 | 第143-145页 |
| 四、频响分析 | 第145页 |
| 五、自激喷嘴能耗分析 | 第145-146页 |
| 六、存在问题及研究方向 | 第146-147页 |
| 参考文献 | 第147-148页 |
| 第七章 全文总结与展望 | 第148-150页 |
| 第一节 全文总结 | 第148-149页 |
| 第二节 研究方向及展望 | 第149-150页 |
| 声明 | 第150-151页 |
| 致谢 | 第151-152页 |
| 攻读博士期间参与科研与发表论文情况 | 第152页 |
