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作者：侯博文;方珍龙;
单位：武汉理工大学水路交通控制全国重点实验室;武汉理工大学船海与能源动力工程学院;武汉理工大学三亚科教创新园;武汉理工大学交通与物流工程学院;
摘要：为了提升高湍流状态下亥姆赫兹式自振射流的工作能力，采用大涡模拟对由UDF动网格驱动的超声聚焦振动边界的自激振荡腔室内部的两相剪切流进行了数值仿真，并通过对比出口压力的模拟值与试验值，验证了模型的可靠性。对比分析有、无外加超声振动激励和不同激励频率对射流流动的自激频率、速度特征和空化能力的影响。从能量转化角度揭示了腔室内部剪切特性增强的原因，对、有无激励下腔室内气相的分布和射流结构的各区间射流性能进行分析，阐明了超声激励下周期性涡结构的发展过程。结果表明，相比于普通射流，当超声激励为25 kHz时，自振频率提高了3.14倍，且主频和振荡幅值更加突出，但频域性能提升致使射流速度受到最大1.89%的抑制；伴随激励频率的上升，速度受抑制趋势并不显著；超声激励的存在促进了腔室内涡结构能量传递与反馈，加剧了腔室内剪切效应，使射流出口流道(0.5≤y/r_2≤0.81)范围内气相含量跃升，大幅度增强了自激振荡空化射流的能力。研究结果可为亥姆赫兹式自振射流的应用提供理论依据。
关键词：自振空化射流;;超声聚焦振动;;动网格技术;;涡结构
基金资助：国家自然科学基金青年项目(51706161);; 海南省重大科技计划项目(ZDKJ202015)
