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国内刊号：11-2187/TH
国际刊号：0577-6686
发布日期:
作者：汪朝晖, 饶长健, 孙笑, 高全杰
单位：1. 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室 武汉 430081;2. 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室 武汉 430081
关键词：剪切涡流,自激振荡,脉冲射流,壁面切应力,法向速度梯度；
基金：国家自然科学基金（51875419，51405352）和武汉市高新技术产业科技创新团队计划（2015070504020225）资助项目。
流体运动特性对管道近壁面阻力变化有重要影响。以速度梯度和切应力线性表示壁面摩擦阻力，分析了自激振荡腔室出流管道剪切涡流演变规律及圆截面涡流层次分布状态变化。采用大涡模拟数值方法，计算得到出流管道某轴切面及法向面的瞬时速度和平均速度、不同上下游管径比下出流管道的壁面切应力以及不同长径比下出流管道的法向速度梯度。研究结果表明：自激振荡脉冲射流流动受反向助推涡影响具有强烈三维特性，射流流型呈现“波浪式”运动且发生周向偏转，射流流速及流型均发生周期性波动变化；当自激振荡腔室上下游管径比大于1时，出流管道壁面切应力开始减小，且随腔室上下游管径比增大，切应力缩减率最大达到约30%，壁面摩擦阻力随之减小；自激振荡腔室长径比在0.55时射流最大法向速度梯度波动幅值达到最大，当长径比继续增大时，出流管道内射流法向速度梯度逐渐减小，摩擦阻力亦随之减小。研究结果可为自激振荡脉冲增输装备设计及优化提供理论基础与科学依据。
来源：2020年第4期
《机械工程学报》期刊编辑部
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