基于脉冲微射流控制的射流混合特性的大涡模拟研究

发布时间：2023-09-21 19:14

　　射流广泛地应用在不同的工业领域,例如,气体燃料的混合过程,微射流主动冷却控制,飞行器的噪声控制等。理解射流的混合机制,控制射流的混合过程,对于强化燃烧、减噪具有重要研究价值。本文通过数值模拟方法研究脉冲微射流控制主射流的混合过程,获得微射流不同激励参数控制下的射流流场结构变化以及拟序结构的空间发展。本文借助CFD软件Ansys Fluent完成了基于脉冲微射流控制的射流数学模型的建立,并考虑了入口扰动条件对数值模拟准确性的影响,通过与自然射流实验结果相对比,验证其模型的可靠性。在此基础上,研究了脉冲微射流的控制参数如质量流率比Cm、占空比 c以及激励频率比fe/fo对射流混合特性的影响。数值模拟结果发现,在激励频率比fe/fo为1,占空比为15%条件下,质量流率比为0.1%以及0.19%时,射流混合效果最好,此时改变射流激励频率比发现,射流混合效果变差,对质量流率为0.19%时改变射流的占空比发现,占空比为15%最佳,其次为30%。通过使用Q准则识别流场的拟序结构发现,微射流周期性脉冲喷射使得出口处涡环卷起的位置提前,微射流喷射的那侧涡环方位角位置生成流向涡结构,射流在方位角位置的扩散...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 圆湍射流的研究现状
        1.2.1 圆湍射流的数值模拟研究
        1.2.2 圆湍射流控制实验研究现状
        1.2.3 圆湍射流控制模拟研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 自然射流模拟
    2.1 引言
    2.2 控制方程
    2.3 湍流模型
        2.3.1 大涡模拟控制方程
    2.4 自然射流模型验证
        2.4.1 物理模型
        2.4.2 几何模型
        2.4.3 边界条件与求解器设置
    2.5 自然射流模型验证结果
    2.6 本章小结
第3章 微射流激励参数对射流混合特性的影响
    3.1 引言
    3.2 微射流的入口条件
    3.3 微射流与主射流质量流率比对主射流混合特性的影响
        3.3.1 微射流喷射对主射流的影响
        3.3.2 射流中心线速度衰减率及速度分布
        3.3.3 射流涡结构的发展演化
    3.4 微射流占空比对主射流混合特性的影响
        3.4.1 微射流喷射对主射流的影响
        3.4.2 射流涡结构的发展演化
    3.5 微射流激励频率比对主射流混合特性的影响
    3.6 两支微射流激励相位对主射流混合特性的影响
    3.7 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3848229