冲击射流

摘要： 欠膨胀冲击射流具有复杂的激波结构,并伴随产生高幅值的离散频率单音.通过高速摄像获取的纹影图像并结合噪声测量,对欠膨胀冲击射流激波振荡过程、剪切层不稳定波的模态和离散频率单音的产生进行了系列研究.给出了冲击距离为5倍喷嘴出口直径的复杂流动实验结果分析,射流剪切层不稳定波有对称和非对称两种模态,发现不同模态下的离散频率单音声源位于射流冲击平板后的不稳定的流动结构处.反馈声波在喷嘴唇口对剪切层扰动激励,使剪切层不稳定波向下游发展.激波结构与剪切层相互作用发生振荡,并与不稳定波模态的特征相关.通过消弱反馈声波在喷嘴唇口对剪切层的扰动,可消除离散频率的冲击单音,降低噪声,同时也抑制了激波振荡,使得激波结构趋于稳定.

摘要： 冲击射流是一种换热性能突出的散热方式,被广泛应用于电子信息、航空航天、军工国防等领域。该研究以水为工质,数值模拟研究了二维层流射流冲击矩形、三角形及圆弧形凸起热源的流动与换热特性,对比研究了冲击距离(h/W)在1~10范围内,雷诺数在50~250范围内的换热规律。研究表明:体积夹带量随着雷诺数与冲击距离的增加而增加,且几乎不受凸起热源形状变化的影响。在滞止点附近,三角形凸起热源的局部换热效率极高,在冲击距离h/W = 1、Re = 50时,其最大换热系数是矩形的1.84倍,圆弧形的1.77倍。从热阻与泵功角度分析,冲击距离h/W = 1的矩形凸起热源有着最优的换热性能。该研究丰富了冲击射流强化换热理论,为解决高热流密度冷却技术提供了理论依据。

摘要： 射流冲击是一种具有较高的局部换热效率的换热方式,具有重要的工程应用价值.以流体仿真软件Fluent为工具,设计了多个喷嘴组合式的射流冲击冷却模型,研究了组合式射流垂直和倾斜冲击壁面时的稳态传热过程,讨论了喷嘴倾角和间距对壁面传热特性的影响.发现随着斜喷嘴倾角增大,组合式射流的壁面平均努塞尔数先逐渐增大然后减小;组合式射流继承了单束直射流和斜射流的优点,在保证滞止区传热效率较高的同时,有效地提高了射流下游的传热效率并使壁温分布更加均匀;当斜喷嘴靠近直喷嘴时,组合式射流整体传热特性与单束斜射流相似;当沿横向和纵向增大斜喷嘴与直喷嘴间距时,壁面平均努塞尔数均增大.

摘要： 在下击暴流风场中,大跨平屋面建筑顶部的来流分离区及尾流区域处风压具有极强的非高斯特性。基于稳态冲击射流作用下的大跨平屋面建筑刚性测压试验结果,使用高阶统计量法研究了典型径向距离处屋面风压高斯与非高斯分区特性,利用TPP法计算测点峰值因子,发现平屋面表面测点极值风压系数与建筑物离下击暴流喷口间距有密切关系,研究结果表明:在下击暴流作用下,大跨平屋面部分区域出现明显的风压非高斯特性,尤其是迎风和背风边缘区域;屋面中心区域和屋面侧边缘区域峰值因子较小,屋面峰值因子取值范围在3.99~9.29,测点峰值因子均明显大于《建筑结构荷载规范》中的取值;在不同径向距离处,极值风压系数均为负值,来流分离区域及尾流区域风压系数绝对值较大;极小值风压系数绝对值随径向距离的增加先增大再减小,在径向距离为1.25 D_(jet)时极小值风压系数绝对值出现最大值。

摘要： 为揭示冲击射流冲击区的紊动能输运特性,利用二维粒子图像测速技术研究了不同雷诺数下冲击区的紊动能平衡。紊动能输运方程的产生项、对流项、紊流扩散项和黏性扩散项由实测的速度场直接计算,并将压力扩散项和耗散项合并为一项作为紊动能输运方程的余项计算。研究得出:(1)对流过程引起的能量传递方向沿时均流场方向。自由射流剪切层内,紊流扩散过程引起的能量传递方向与时均流场方向斜交,黏性扩散过程引起的能量传递方向与时均流场方向垂直。(2)冲击区外层、中间层和内层的紊动能平衡差异很大。(3)冲击区内层紊动能产生项的负值由径向和周向雷诺应力做负功所致,所引起的紊动能损失由压力扩散项补偿。(4)冲击区内径向对流过程携走的能量由轴向对流过程补偿。(5)上述物理过程基本不受雷诺数影响,但各能量平衡项对紊动能的贡献强度受雷诺数影响显著。

摘要： 利用雷诺应力模型对下击暴流进行数值模拟,通过用户自定义函数UDF在壁面附近添加阻力来达到模拟地面粗糙度的目的。模拟结果能得到完整的平均风剖面,并与试验结果吻合较好。粗糙度的存在会减小下击暴流的径向风速极植且极值发生高度上移;阻碍湍流的形成和发展,能够有效的减小湍流强度和极值风速,加速下击暴流风场的发展。

摘要： 为研究移动下击暴流作用下高层建筑的风荷载特性,采用可移动的冲击射流装置对高层建筑模型进行了测压试验,并通过计算流体力学方法进行数值模拟,分析了风暴移动过程中,风场中不同位置的高层建筑模型表面风压分布特性及风荷载作用机理.结果表明:风暴的移动会使风暴前缘风速加强,而使后缘风速减弱,从而使建筑表面的整体风压出现相应变化.当建筑位于风暴移动中心线上时,气流分离形成的漩涡主要出现在顶面迎风侧前沿及侧面迎风侧上角部区域,这些区域负压相对较大;建筑顶面在风暴经过时会产生较大正压.当建筑位于风暴移动中心线外时,高层建筑的来流风风向会随风暴的移动而不断发生变化;当建筑位于风暴前缘时,与来流风夹角较小的侧面会由于气流在钝体边缘的分离作用而出现较大的负压区域;当建筑位于风暴后缘时,建筑顶面角部区域会由于锥形涡的产生而出现较大负压.

摘要： 狭缝冲击射流是一种高效的换热形式,传统湍流模型无法准确预测其换热规律.采用常用的k-ε系列湍流模型和k-ω系列湍流模型,结合Kato-Launder模型、剪切流修正模型、间歇转捩模型和横流效应修正模型,对受限空间狭缝射流开展了数值模拟研究.结果表明,标准k-ω湍流模型结合Kato-Launder模型和剪切流修正模型可在两种典型冲击距离下都成功预测壁面传热特性,间歇转捩模型对SST k-ω剪切应力输运湍流模型预测能力的改善作用极其有限,而Kato-Launder模型可以极大改善SST k-ω湍流模型在较小冲击距离下的传热预测能力,但在较大冲击距离下,Kato-Launder模型会预测出更为显著的努塞尔数伪第二峰值.

摘要： 利用COMSOL软件模拟研究了单狭缝射流对高温运动板的稳态传热特性.研究结果显示,当射流-板间距H/W在0.2-2区间变化、板速-喷嘴射流速度比Rsj(s为目标板,j为射流)在0-1区间变化时,小间距射流通过抑制次级涡,在运动板边界层形成高速贴壁射流以输运热质.观察到小间距时局部努塞尔数曲线的次级峰,其在运动板下游的传热增强显著.随着H/W的增大,Rsj严重影响局部努塞尔数曲线峰的位置和数量.此外,在层流和湍流对比中,其传热差异明显.且在高速湍流中,H/W≤0.4时的传热效果显著.

摘要： 利用雷诺应力模型对下击暴流进行数值模拟,通过用户自定义函数UDF在壁面附近添加阻力来达到模拟地面粗糙度的目的.模拟结果能得到完整的平均风剖面,并与试验结果吻合较好.粗糙度的存在会减小下击暴流的径向风速极植且极值发生高度上移;阻碍湍流的形成和发展,能够有效的减小湍流强度和极值风速,加速下击暴流风场的发展.

摘要： 冲击射流及与之相关的热防护在实际应用中非常常见.论文研究了高温高速射流冲击十字板的热防护问题.在雷诺数Re进入阻力平方区后,选取无因次距离H/D作为缩尺参数,并通过CFD模拟分析了这种方案的可行性.通过试验装置产生的高温(～500°C)烟气,在150mm喷嘴出口处以高速(～56m/s)冲击敷设有隔热材料的十字板.试验选取了三种材料,并设计了4种隔热敷设方案.最后,在比较各个面的最高温度后,得到最优的隔热设计方案.

摘要： 使用数值方法、选用k-ωSST湍流模式求解了RANS方程.针对影响超声速冲击射流的三个重要影响参数:冲击角θ、冲击高度h/d以及出口反压Pb进行了详细的考察.计算得到了各个工况下抽吸缝隙和贮室各壁面的换热强度.计算结果表明,冲击角度较小时拦截激波会在贮室的受冲击壁面上诱导出分离泡以及射流边界冲击壁面,换热强度会出现两个峰值.这两个峰值点处的换热强度往往大于抽吸缝隙内的气动加热强度.但是当冲击高度增加时,受冲击壁面的换热强度下降,但小角度冲击时同样还有两个峰值.而大角度冲击时,由于波系发生变化,虽未出现两个峰值,但换热强度不会减小.出口反压增大时,贮室流场结构渐渐地发生本质上的变化.激波结构消失,壁面换热强度先增加后减小.同时抽吸缝隙内的流动开始受到下游影响,缝隙壁面的换热强度大幅增加.而贮室上封闭板受到的气动热载虽然强度与其他壁面相比不算大但其在到达临界反压时会突然下降.这些结果和规律对缝隙抽吸系统的设计提供了一定的参考.

摘要： 本文针对二维冲击射流问题,探讨了MPS(Moving Particle Semi-Implicit)方法中压力Poisson方程源项、核函数等因素对计算稳定性和精度的影响.分别采用三种源项(粒子数密度法、混合源项法、速度散度法)和两种核函数(有奇点核函数、无奇点核函数)进行计算,并将计算结果与解析解进行了对比分析.研究结果表明:粒子数密度法计算很不稳定,混合源项法能够比较准确地预测压力分布和自由面形状,而速度散度法得到的压力分布与解析解有较大偏差.有奇点核函数和无奇点核函数给出的压力场比较接近,但无奇点核函数能更好地预测自由面形状.

摘要： 本文实验研究了圆管冲击射流下通孔铜泡沫的流动换热特性,测量得到表征铜泡沫换热性能的平均努赛尔数Nuavg,同时采用烟线法得到冲击射流下铜泡沫的流场可视化图像.结果表明:在较高雷诺数下,存在最优冲击距离使铜泡沫的换热性能最优;在低雷诺数下,通孔铜泡沫的换热性能受冲击距离的影响较小.孔密度为10 PPI的铜泡沫试样较30 PPI试样的换热性能提高了33％.通过流动可视化解释了铜泡沫的换热性能随冲击距离和PPI变化的原因.

摘要： 由于纳米流冷却液具有良好的导热特性而冲击射流技术具有良好的局部散热能力,本文试图将两者融合在一起,解决柴油机缸盖鼻梁区内高热密度区的散热问题.本文通过搭建的缸盖冷却模拟实验台架进行了不同体积份额的Cu-乙二醇纳米流冷却液以不同冲击射流参数对被测缸盖鼻梁区进行了换热试验对比,分析了体积份额、射流速度、射流高度和射流角度对缸盖高热密度区换热系数的影响规律.研究结果表明,过低或过高的体积份额对换热系数的增加幅度有限,射流角度对高热密度区的换热系数影响最大,射流速度以及射流高度的试验结果均显示出适当的参数才能最有效提升被测区域换热系数.

摘要： 提出了一种制备铝合金复层材料的固液复合铸造方法,并将其应用在Al-Zn/Al-Si、7075-T651/A1-Si以及7075-T651/7075(铸态)铝合金上,成功地制备出了Al-Al双金属复层材料.该方法与其它复合铸造方法不同之处在于:将铝合金熔液以冲击射流的方式浇注到另一种固体铝合金表面,利用铝合金熔液热量和动量同时实现对固体铝合金的加热及表面氧化膜的去除.该方法有望为实现更广泛地铝合金之间、铝合金与其他金属之间的良好复合提供新的思路和方法.最后分析了其宏观、微观形貌、硬度以及耐磨性。

摘要： 许多拱坝的坝肩由于冲击射流的冲刷而需要对岩体潜在的侵蚀程度进行评估,以确保拱坝的安全性.本文采用了非连续变形分析(DDA)方法来分析溢流水舌冲刷侵蚀坝肩的过程.通过改进传统DDA模型,结合某工程背景,综合考虑冲击动载、弱节理等情况,建立DDA流固耦合模型进行分析.结果表明,用DDA方法分析坝肩冲刷问题是可行的;岩体冲刷侵蚀主要和射流的持续时间和冲击强度有关;岩体的破坏表明坝肩的稳定性较差,需要对肩坡进行加固.

摘要： 在低压范围内,应用压力敏感涂料测量表面压力由于信噪比较小,很难获得精确的压力分布.本文基于自主建立了PSP实验测量系统和中国科学院化学所研制的双组份压力敏感涂料.实验采用双CCD相机同时测量对压力敏感组份和对压力不敏感组份的发光强度.拟合了双组份PSP的标定曲线,测量了总压为1kPa的冲击射流物体表面的压力分布.图像处理过程中运用了多种滤波方法.通过改进了双组份PSP的实验步骤,成功消除了温度对测量结果的影响.通过对比单组份PSP测量结果,验证了双组份PSP的特性.结果证明:(1)本文建立的PSP实验系统可以在低压范围内精确的测量表面压力.(2)选用合适的滤波方法可以提高实验精度.(3)双组份PSP更适用于测量低压条件下的表面压力分布.

摘要： 本文通过理论分析轴流风扇流动状态和噪声产生机理,指出气动噪声是由离散噪声和宽频涡流噪声共同组成的.缩小风扇与导流平面的距离可部分优化宽频涡流噪声,但是当距离达到同类自由射流自模区极限长度后无法持续降噪.实验研究了距离的变化对风扇气动噪声的影响,证实了理论分析的结论,并以此提出了风冷冰箱风道设计准则.

摘要： 本文通过理论分析轴流风扇流动状态和噪声产生机理,指出气动噪声是由离散噪声和宽频涡流噪声共同组成的.缩小风扇与导流平面的距离可部分优化宽频涡流噪声,但是当距离达到同类自由射流自模区极限长度后无法持续降噪.实验研究了距离的变化对风扇气动噪声的影响,证实了理论分析的结论,并以此提出了风冷冰箱风道设计准则.

摘要： 本申请提供一种精准定位高射流火焰热冲击测试样品的方法和高射流火焰热冲击测试方法。精准定位高射流火焰热冲击测试样品的方法：连续调整测试样品在水平方向的坐标x、测试样品与高射流火焰的距离y、测试样品的高度方向的坐标z，使得测试样品的几何中心与高射流火焰的焰流中心重合；连续调整的过程中，测试样品的移动速度v与高射流火焰的理论最高加热温度T之间满足以下关系：V=C*T。高射流火焰热冲击测试方法：使用精准定位高射流火焰热冲击测试样品的方法对测试样品进行定位，然后继续加热。本申请提供的精准定位高射流火焰热冲击测试样品的方法，实现了火焰热冲击过程中对样品均匀加热的调节，进而提高测试准确性和批量测试的可靠性。

摘要： 本发明公开了一种双射流口射流激励的二次气流冲击式发电机，以解决压电发电机在高压气体直接冲击压电发电机俘获电能时存在俘能功率小、效率低等技术问题。本发明由阶梯式微孔隙增流装置、二次气流冲击式发电机组件和紧定螺钉三部分组成。所述阶梯式微孔隙增流装置对高压小流量气体的流量和流速进行放大，二次气流冲击式发电机组件实现能量俘获。本发明可将气体流量放大，并对放大流量的气体进行压电能量收集，显著提高压电发电机的功率，提升俘能效率3倍以上。通过全桥整流电路可以持续有效的为低功耗电子设备供能，在低功耗电子设备、物联网节点以及低功耗传感器供能技术领域具有广泛的应用前景。

摘要： 本发明涉及用于控制流体射流的冲击隔板和利用流体射流切削的方法。描述一种用于射流切削工具的冲击隔板和用于与射流切削工具相结合地操作隔板的方法，该隔板包括冲击层和横向延伸传感层，以在冲击层由射流切削工具刺穿之后触发控制信号，用于中断射流切削工具的切削操作。

摘要： 本申请提供一种精准定位高射流火焰热冲击测试样品的方法和高射流火焰热冲击测试方法。精准定位高射流火焰热冲击测试样品的方法：连续调整测试样品在水平方向的坐标x、测试样品与高射流火焰的距离y、测试样品的高度方向的坐标z，使得测试样品的几何中心与高射流火焰的焰流中心重合；连续调整的过程中，测试样品的移动速度v与高射流火焰的理论最高加热温度T之间满足以下关系：V=C*T。高射流火焰热冲击测试方法：使用精准定位高射流火焰热冲击测试样品的方法对测试样品进行定位，然后继续加热。本申请提供的精准定位高射流火焰热冲击测试样品的方法，实现了火焰热冲击过程中对样品均匀加热的调节，进而提高测试准确性和批量测试的可靠性。

摘要： 本发明公开了一种双射流口射流激励的二次气流冲击式发电机，以解决压电发电机在高压气体直接冲击压电发电机俘获电能时存在俘能功率小、效率低等技术问题。本发明由阶梯式微孔隙增流装置、二次气流冲击式发电机组件和紧定螺钉三部分组成。所述阶梯式微孔隙增流装置对高压小流量气体的流量和流速进行放大，二次气流冲击式发电机组件实现能量俘获。本发明可将气体流量放大，并对放大流量的气体进行压电能量收集，显著提高压电发电机的功率，提升俘能效率3倍以上。通过全桥整流电路可以持续有效的为低功耗电子设备供能，在低功耗电子设备、物联网节点以及低功耗传感器供能技术领域具有广泛的应用前景。

摘要： 本发明涉及用于控制流体射流的冲击隔板和利用流体射流切削的方法。描述一种用于射流切削工具的冲击隔板和用于与射流切削工具相结合地操作隔板的方法，该隔板包括冲击层和横向延伸传感层，以在冲击层由射流切削工具刺穿之后触发控制信号，用于中断射流切削工具的切削操作。

摘要： 本发明涉及一种深井石油钻井，具体涉及一种液动射流式冲击器冲击功测量仪器，包括工作电源、传感器、电气模块及上层测控软件，所述传感器与磁铁连接，磁铁直接套在冲锤轴上；所述传感器与触发产生模块之间连接有放大模块；所述传感器与上层测控软件之间连接有虚拟示波器模块。本发明解决了液动射流式冲击器冲击功测量问题，用法简单，易于操作。

摘要： 本发明公开一种冲击地压煤层巷道高压水射流割缝卸压参数优化方法，包括以下步骤：采集煤层巷道数据，其中，所述煤层巷道数据包括矿井采掘数据、煤岩层参数和施工区域参数；基于所述煤层巷道数据，构建高压水射流割缝卸压参数优化模型；将所述煤岩巷道数据输入所述高压水射流割缝卸压参数优化模型，模拟不同所述煤层巷道数据下的应力及能量演化特征，确定高压水射流割缝卸压效果等级评定综合指数，获得适用于煤岩层巷道的最优卸压参数。本发明将所涉及的高压水射流卸压参数优化方法更符合矿井实际情况，所获得的最优卸压参数准确度更高，能对冲击危险性较高区域进行精准卸压，对最大限度的保证巷道支护体稳定及卸压效果最大化具有深刻作用。

摘要： 本发明公开一种冲击射流压力振动复合测量装置及冲击射流压力振动复合测量方法，包括：冲击射流发生装置，测头，电荷放大器，数据采集传输卡，上位机。所述冲击射流发生装置产生冲击射流，所述测头监测冲击射流压力，所述测头与所述电荷放大器相连，所述电荷放大器与所述数据采集传输卡相连，所述数据采集传输卡安装无线数据发射模块，通过无线信号将数据传递出去，所述上位机安装无线数据接收模块，接收来自所述数据采集传输卡的射流压力数据，所述上位机安装LabView软件，分析与处理射流压力数据得到冲击射流压力与振动数据，并将压力数据显示在所述上位机显示屏上，将振动数据以表格存储在所述上位机中。通过本发明提出的冲击射流压力振动复合测量装置及其压力振动复合测量方法，可以同时获得冲击射流的瞬态压力与一段时间内冲击压的压力变化与振动信号，可以实时监测射流瞬时冲击水压与压力变化，解决现有技术存在的射流冲击压难以实时监测的问题。

摘要： 本公开涉及用于芯片冷却近边缘射流的冲击射流歧管。公开了用于在直接液体冷却模块中利用近边缘射流进行芯片冷却的系统和方法。直接液体冷却模块的功能之一是向位于芯片上的部件提供冷却液体。射流直接冲击到芯片的背侧上是一种可以提供更高效冷却的冷却方法。孔板包括对应于高速射流位置的小直径孔洞的阵列和用于插入管以连接到低压腔体的大直径孔洞。