附壁脉冲射流喷嘴流场数值模拟和冲击性能试验

摘要

目前针对附壁喷嘴的研究主要是常压、低雷诺数条件下的试验或二维数值模拟,研究不够系统,也未涉及高围压下附壁喷嘴的研究.为此,采用数值模拟与试验的方法,研究了某一型号附壁脉冲射流喷嘴的非定常流场特性和冲击性能,通过数值模拟和试验均得到了雷诺数与频率的线性关系式,二者所得结果的最大相对误差为8.34％,验证了数值模拟方法的可靠性.喷嘴内部的附壁摆动特性产生了喷嘴射流中心点的脉冲效果,脉冲周期为喷嘴附壁频率的2倍.附壁喷嘴在围压30 MP a、靶距70 mm、入口流速15 m/s时,冲击面中心点处的等效压力脉动幅值约为1.2 MPa,脉动冲击效果良好.附壁喷嘴射流的最大与最小冲击压力都随着入口流量的增加而增大,随着冲击靶距的增大而减小.研究结果可为脉冲射流的发展和应用提供一定的指导.