高速射流流体动力学：不同输入速度下的冲击特性与压力预测

本篇论文研究深入探讨了高速射流在不同初始输入速度下的流体动力学行为，发表于《世界工程技术学报》(WorldJournalofEngineeringandTechnology)2018年第6期。研究的主要目标是针对五个不同的输入速度，即114.1 m/s、142.4 m/s、165.6 m/s、186.2 m/s 和 286.9 m/s，进行详细的数值模拟，以便理解高速射流的动态特性。 研究首先从实际应用的工况出发，构建了高速射流的三维几何模型，这一步对于准确模拟至关重要，因为它考虑了射流的实际形状、尺寸和流线特征。随后，利用ANSYS Fluent软件创建了非结构化网格，这种方法允许在复杂的几何形状上进行细致的网格划分，以确保模拟的精度和效率。 在流体动力学模拟过程中，研究着重分析了冲击速度和两相流（气液）的速度，这是关键的物理量，它们直接影响到高速射流对目标设备的影响。随着液体输入速度的增加，实验结果显示冲击速度呈现出显著的下降趋势，这可能与流体的粘性和速度分布有关。然而，根据博努利能量守恒定律，尽管冲击速度减小，但设备受到的冲击效应却呈指数增长，这是因为能量传递率的改变导致了冲击力的增强。 论文提供了冲击速度与输入速度之间以及冲击效果与输入速度之间的关系，这些数据对于理解和预测高速射流在实际操作中的工作压力和速度变化具有重要的理论价值。这对于设计和优化高压喷射系统，如清洗设备、喷嘴设计或工业喷射过程中的压力控制等方面具有实际意义。 这项研究不仅深化了我们对高速射流流体动力学行为的理解，还为工程实践提供了定量的输入速度与冲击性能的关系模型，有助于工程师们在面对不同速度条件时做出更精准的设计决策。