加入激勵器的超音速氣體霧化噴嘴共振特性數(shù)值研究.pdf

1、在金屬噴射成形工藝中，噴射霧化是指熔融金屬液體在高速氣流的沖擊下破碎形成微滴或霧滴的一種重要技術(shù)，霧化噴嘴是實現(xiàn)噴射霧化的重要部件。目前應(yīng)用較多的超音速霧化噴嘴包括超音速氣體霧化噴嘴(USGA噴嘴)和高壓氣體霧化噴嘴（HPGA噴嘴）等。本文借助于商業(yè)CFD軟件FLUENT，采用SIMPLE算法數(shù)值求解二維非定?？蓧嚎s雷諾平均N-S方程組，應(yīng)用Spalart-Allmaras模型處理湍流，對USGA噴嘴流場展開研究。主要包含兩部分內(nèi)容：<

2、br>　　 1)無激勵器的USGA噴嘴流場的數(shù)值模擬
　　 在驗證了計算工具的可靠性后，研究了未加入激勵器時USGA噴嘴中壓力波在共振管和二級共振管之間交替振蕩的傳播過程，探討脈動頻率與各段管長之間的關(guān)系，分析來流總壓比對頻率和振幅的影響。計算結(jié)果表明USGA噴嘴各部分管長特征對脈動頻率有不同的作用；當(dāng)共振管和二級共振管等長時，脈動頻率可由線性聲學(xué)理論公式計算；而總壓比對噴嘴內(nèi)氣流的振動頻率影響不大，但總壓比過小時脈動現(xiàn)象則不

3、會發(fā)生；噴嘴出口的脈動振幅會隨著總壓比的增加先增大而后減小。
　　 2)在USGA噴嘴中加入主動激勵器以后的共振特性
　　 在USGA噴嘴的共振管底端加入主動激勵器，研究了激勵信號的頻率、相位和振幅對噴嘴振動特性的影響；移除主激勵器，而在噴嘴的二級共振管底端加入副激勵器，研究了激勵信號各參數(shù)對脈動性能的影響；同時加入主、副雙激勵器，討論了激勵信號之間相位差與脈動振幅之間的關(guān)系。計算發(fā)現(xiàn)USGA噴嘴具有多個對應(yīng)于不同振動模