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水下气液同轴喷管的射流特征研究

王巍  覃粒子  
【摘要】:水下气液同轴高速射流既包含液相淹没射流与气相非淹没射流的典型流动特征,又由于同轴的两股射流之间的相互作用,会带来新的射流结构与流动现象。为了探究布局方式对水下气液同轴射流的影响,本文设计了内气外液的同轴布局方式,采用VOF多相流模型,分析了两相界面的空间与时间演化过程,并通过与水下高速气体非淹没射流进行对比,对于射流界面出现的胀鼓、颈缩甚至断裂等不稳定特征的内在机制进行了讨论,还讨论了液体喷射速度、气体射流喷管的相对膨胀比对射流之间的耦合干扰程度的影响。并发现气液同轴布局中的液体射流够抑制气体射流的膨胀以及颈缩、断裂而形成稳定的气体射流通道,并在气液两相射流的边界出现显著的回流区。气体入口压强和液体喷管入口速度的增加都能使气体回流区域回流速度的增加。本文研究可为水下气液排放、水下动力装置设计、气液两相掺混等应用提供借鉴参考。

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