不同冲击角度下淹没冲击水射流的数值计算.pdf

２０２０ 年 ７ 月 第 ３８ 卷 第 ７ 期
Ｊｕｌｙ ２０２０ Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．７
不同冲击角度下淹没冲击水射流
的数值计算
陈欣欣１ ，王川２*，施卫东１，３ ，张颖翀１
（１．江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏 镇江 ２１２０１３；２．扬州大学水利科学
陈欣欣
与工程学院，江苏 扬州 ２２５００９；３．南通大学机械工程学院，江苏 南通 ２２６０１９）
摘要：为了研究冲击角度对淹没冲击射流流场的影响，应用计算流体动力学软件 Ｆｌｕｅｎｔ，基于
Ｗｒａｙ－Ａｇａｒｗａｌ（Ｗ－Ａ）湍流模型，对完全充分发展的淹没冲击水射流进行数值计算．研究了在恒
定喷嘴高度 Ｈ／Ｄ＝３，不同冲击角度（１５°≤θ≤９０°）条件下射流流场结构和速度分布．将数值计算
得到的不同冲击角度下速度分布与 ＰＩＶ 测量结果进行比较，验证了 Ｗ－Ａ 模型的预测正确性，同
时探讨了冲击角度对计算结果的影响．结果表明：冲击射流沿轴心线的速度 ｖ／ｖｂ 在势核区基本保
持不变，在过渡区降低，在冲击区加速降低；射流在壁面射流区流动发生转向并沿着冲击壁面扩
散；射流流场结构高度依赖于冲击角 θ，随着冲击角度 θ增大，壁面射流横向扩散增强，厚度逐渐
减小；当 θ＝９０°时，滞止点及顺流和逆流的过渡点与冲击原点重合；随着冲击角度 θ减小，滞止点
逐渐远离冲击原点；当 θ＜３０°时，滞止点消失．
关键词：淹没冲击水射流；Ｗｒａｙ－Ａｇａｒｗａｌ 湍流模型；冲击角度；流场结构；速度分布
中图分类号：ＴＫ７３０；Ｓ２７７．９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４－８５３０（２０２０）０７－０６５８－０５
Ｄｏｉ：１０．３９６９ ／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．１９．００１６
陈欣欣，王川，施卫东，等．不同冲击角度下淹没冲击水射流的数值计算［Ｊ］