机械工程学报

作者：潘岩, 蔡腾飞, 马飞, 邱林宾, 高路路

单位：北京科技大学机械工程学院 北京 100083

关键词：自振射流,装置结构,频率特性,低频脉动,高频振荡；

基金：国家自然科学基金（51774019）和国家重点研发计划（2016YFC0802900）资助项目。

自振射流频率特性包括低频脉动与高频振荡，其发生机理与应用条件均存在较大差异，而现有研究较少。基于流体网络理论建立数学模型，分别计算流体管网与喷嘴的声谐固有频率；基于信号分析方法，获取自振射流的全频谱结构，进而探讨射流装置结构与射流频率特性的关系。试验结果表明，一个完整的自振射流频谱由低频脉动和高频振荡两部分组成，但两者相差近两个数量级；自振射流的低频脉动通常由管网内流体扰动引发，当扰动频率与管网固有频率相接近时，低频振荡增强；其高频振荡由喷嘴出口处流体涡激振动引发，当涡振频率与喷嘴声谐固有频率相接近时，射流产生强烈的高频振荡；低频脉动射流不受喷嘴出口形状和外部环境参数影响，可应用于非淹没或低围压环境下，而高频振荡射流受喷嘴出口形状和外部环境参数影响大，可应用于围压条件下。研究成果揭示了射流装置结构与射流频率特性的关系，为自振射流装置结构设计及深海资源开采提供了技术支撑。

来源：2020年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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