壁面微缺陷影响下的介观尺度冲击射流流场特性

摘要

为研究射流管阀喷嘴-接受器前置级长期服役后，冲蚀磨损及气穴气蚀现象造成的微缺陷对流场流动规律和流体能量转换特性的影响，利用显微粒子图像测速技术对原始介观尺度近距离射流冲击微缺陷靶板时方腔内的流动结构和涡旋分布进行直接试验观测，探究了微缺陷大小、形状与位置对涡旋形态及其演化规律的影响，揭示了方腔内涡核分裂与归一现象背后蕴含的机理。研究结果表明：壁面微缺陷的存在直接影响壁面射流能量的传递与耗散，导致射流间隙和方腔内的涡旋结构和能量分布与无缺陷时显著不同;随着微凹坑尺寸的增大，两侧方腔内类圆形涡旋对呈现出逐渐分裂并远离底部壁面的趋势;而随着微凸起尺寸的增大，两侧方腔内类茧形涡旋对呈现出逐渐归一并靠近底部表面的演化规律。

关键词

射流管伺服阀 / 介观尺度 / 冲击射流 / 微缺陷 / 显微粒子图像测速(Micro-PIV)