冲击器射流元件内部流场CFD模拟仿真分析

利用CFD数值模拟手段,对射流元件内部流场进行模拟,并对数据进行分析研究,得出结论为：在空载作用下,元件在一侧出流。赋予不同的主喷嘴流量,元件的属性各参量变化不大,可见,元件结构既定,元件射流附壁属性基本确定。该模拟仿真分析丰富了射流元件内部流动的理论研究,完善了参数设计,这对射流式冲击器的设计理念和理论研究有很好的指导意义。

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探矿工程 (岩土钻掘工程 )

20 0 8年第 1 2期

冲击器射流元件内部流场 C D模拟仿真分析 F陈晶晶，陈家旺殷，林长春 102 ) 30 6

琨

(. 1广东宏大爆破股份有限公司，广东广州 5 0 2; . 16 3 2浙江大学，浙江杭州 3 15; . 12 1 3吉林大学建设工程学院，吉

摘

要：利用 C D数值模拟手段， F对射流元件内部流场进行模拟，并对数据进行分析研究，得出结论为：在空载作用

下，元件在一侧出流。赋予不同的主喷嘴流量，元件的属性各参量变化不大，可见，元件结构既定，件射流附壁属元性基本确定。该模拟仿真分析丰富了射流元件内部流动的理论研究，善了参数设计，完这对射流式冲击器的设计理念和理论研究有很好的指导意义。 关键词：液动冲击器；流元件；射内部流场；仿真中图分类号：64 4 P 3 .文献标识码： A文章编号：6 2— 4 8 20 )2— 06—0 17 7 2 (0 8 1 0 2 2Nu r a Smuaina dA ayi o eFo i d e l n yC D C E Jn -n C E i—ag, mei l i lt n n s nt lw Fe si Jt e tb F/ H N g ig, H N J w n c o l s h l n E me i j a

YN K n ( . und n og a l t gC . Ld G a ghuG ag og 16 3 C ia 2 Z e ag nvrt, ag I u 1G a gogH nd a i o, t, unzo un dn 02, hn; .hj n i sy H n- B sn 5 i U eizo hj n 12 1 C ia 3 Ji nvri, h ncu in10 2,C ia huZ e ag 15, h; .inU ie t C aghnJ i 30 6 hn ) i 3 n l sy l Abtat nti ppr fw f l i i t lm n w ss le i F u ei l i uao,adtersl e s c:I hs ae, o e s ej e et a i a dwt C D n m r a s ltn n u s r r l id n d ee mu t h c m i h e tw e

aa zd n l e .Whl wt n— a, e f wat hdt adot o e o n i f h t l et y i i ol d jtl t ce n

u w df m oes eo ej e n.Wi iee t o e h o o a o l f r d t eem t df r w t h nf o lm i n zl, iee c f aa e r a dc aa t i i o e e s e m i n t b i s s ec n ls ni ta w l at a oz d f n eo rm t s n h rc r t f h t t a o o v u, ot o c i t al t - n e fr p e e sc t j r s o h u o sh - a

ce r et o jt l n t l wt ei i t cue hss uai nihdter f nief w i jt lm n h dpo r fe ee ts a e i xsn s utr.T i i l o er e oyo is o e e et p y me is b h tg r m tn c h dl n ea d p r ce a a trd sg . n e f td p rmee e in e

Ke od: yru ccmpc r jt lm n;niefw f l; iua o yw rs hdal o at;e e et is o e s lin i o e dl id m t

0引言

等于同一时间间隔内流人该微元体的净质量。按照这一定律，以得出质量守恒定律：可+

计算流体动力学 ( o pttnlFudD nm C m uai a li ya一 o

s简称 C D是通过计算机数值计算和图像显示，, F)对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。C D的基本思想可以归结为：原来 F把在时间域及空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，一系列有限个离散点上的变量值的集用d

鱼d

+O y

+o p ) (w一

() 1

O z

引矢符 i )++,(入量号d(:誓 式 1 )d oy a z

写成：+dv p )= i( u 0 () 2

合来代替，通过一定的原则和方式建立起关于这些场变量之间关系的代数方程组，后求解代数方程然组获得场变量的近似值。C D可以看做是在流动 F基本方程 (质量守恒方程、量守恒方程、量守恒动能方程 )制下对流动的数值模拟。通过这种模拟，控 可以得到极其复杂问题的流场内各个位置上的基本物理

量 (速度、力、度、度等 )如压温浓的分布，以及这些物理量随时间的变化情况。此外， C D联与 A合，还可进行结构优化设计等。1流体力学控制方程 1 1能量守恒方程 ( .连续方程 ) 任何流体问题都必须满足质量守恒定律。该定律可表述为：单位时间内流体微元体中质量的增加，收稿 E期：0 8— 7— 2 t 2 0 0 2

式中：——密度； p￡时间；、、—速度矢量在——“—、

Y和方向上的分量。

1 2动量守恒方程 .

动量守恒定律也是任何流体系统都必须满足的 基本定律。该定律可表述为：微元体中流体的动量对时间的变化率等于外界作用在该微元体上的各种力之和，该定律实际上是牛顿第二定律。按照这一定律，可导出、 z个方向的动量守恒方程： Y和三+d ( )=+ i v + + + x () F 3

+()+鲁+ ( d=鲁+誓 i u v 4 )

作者简介：陈晶晶( 92一， ( 18 )男汉族)河南周口人，,广东宏大爆破股份有限公司工程师，地质工程专业，硕士，从事矿山开采的技术研究以及管理工作，广东省广州市天河区珠江新城华夏路 1号信合大厦南翼三楼， j10 92 6 .o。 c l2 18@13 cr h n

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