【《新型引流式环形喷嘴设想与仿真分析案例》1400字】

新型引流式环形喷嘴设想与仿真分析案例1.1新型引流式环形喷嘴设想提出由上一章仿真结果分析可知，实现环形射流聚并点的后移或最佳情况使得环形射流不发生聚并，是解决环形射流雾化质量并不如预期所设想的关键。而透过仿真结果可知，要实现聚并点的后移，一方面是降低射流所处的环境背压，通过降低背压的方式使得射流尽可能地在原理喷口位置的区域聚并，但是在RLPG中环境背压是根据液体发射药的点火药的多少来控制的，一旦弹道射击诸元确定，装药量以及点火药量便被确定，而且降低背压意味着降低RLPG的燃烧室压力，会直接影响弹丸出炮口的初速。在RPLG中，通过降低射流所处的环境背压的方式使得射流聚并点后移是行不通的。但是另一方面，本文认为可以通过改善喷嘴结构来实现射流聚并点的后移、甚至实现射流的不聚并，从而改善环形射流的雾化质量。由仿真分析可知，环形射流的聚并主要是由于内外气涡形成的高低压区之间压差导致的，假设由某种固态物质填补低压区，使得射流在出喷口后虽然仍受到由射流外气涡形成的高压区的压迫作用，有向内聚并的趋势，但由于固态物质的填补使得射流在出喷口过程中无法聚并，此时射流受到更多的是外气涡的裹挟作用，使得射流在气液两相间剪切力的作用下，向外扩张并呈现出一定的雾化锥角，随着射流逐渐远离喷口，射流外表面在外部气涡的裹挟作用下，分裂出液丝，进而由液丝破碎成液滴，雾化质量提升。所以本文提出一种新型引流式环形喷嘴，该喷嘴可以引导射流出喷口的方向，同时填充低压区，强制限制射流的向内聚并，实现射流聚并点的后移，从而提升环形射流的雾化质量。1.2仿真模型建立沿用第二章的仿真方法，对不同锥角的引流式环形喷嘴进行了仿真探究，试寻找最合理的引流锥角。使用Solidworks建立引流式环形喷嘴及其流场区域的二维几何模型如图1.1、1.2、1.3所示，为了对照，喷口尺寸选取与第二章仿真中一样的参数：环形间隙为1mm，环形喷口距离轴线的长度为14mm，喷嘴长度为10mm；引流器的半径为14mm，长度为9mm，引流角分别取-13°、0°、13°；观察室也采取与第二章中同样的参数：长度为260mm，半径为40mm。图1.1-13°引流角模型图1.20°引流角模型图1.313°引流角模型使用四边形结构网格（部分不规则区域做了三角形网格处理）对二维几何模型进行了网格划分，并对喷口附近的网格进行了加密处理，具体细观网格模型如图1.4、1.5、1.6所示。图1.4-13°引流角网格图1.50°引流角网格图1.613°引流角网格出于对照，计算方法、初始边界条件和两相流条件包括喷口区域的标定均与第二章保持一致。1.3新型引流式环形喷嘴仿真结果图1.7为-13°引流角下，射流聚并形态，由图1.7可看出，射流在-13°的引流器作用下，聚并点更靠近喷口位置，在聚并过程中同样有上章所说明的涡结构出现。图1.7-13°引流器下射流聚并现象由0°环形射流的仿真分析可知，射流在雾化破碎的过程中，有发生向中心聚并的趋势，但不发生聚并，如图1.8所示，由此可以证实引流器确实会阻碍射流的聚并，使射流聚并点向后移动。图1.80°引流器下射流发展图1.9为13°引流角下射流破碎形态，由图1.9可看出，射流在引流器作用下，先向外扩张，呈现比普通环形射流更大的雾化锥角，然后在打到观察室壁面上，射流在打到壁面后，破碎效果更加明显。从射流形态上可以看出射流在碰壁后有向下聚并的趋势，但并未聚并。图1.913°引流器下射流碰壁图对比图1.