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应用激光2026年第04期:水导激光稳定水射流的仿真及实验研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:肖海峰;高湛翔;朱海红;

单位:华中科技大学武汉光电国家研究中心;

摘要:水导激光技术中水射流的稳定性至关重要。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)技术进行水导激光技术中水射流的数值模拟分析,建立射流稳定长度的判别方法,研究射流压力和喷嘴孔径对射流稳定长度的影响,并采用高速摄影技术进一步检测射流的微观形态。模拟结果表明,随着射流压力提高,射流稳定长度先增大后降低,30μm、200μm和500μm孔径喷嘴产生的射流最大稳定长度分别为12.4 mm、98.5 mm和156.5 mm,达到最大稳定长度所需的射流压力分别为10 MPa、2 MPa和1 MPa。实验结果表明,喷嘴孔径为500μm,射流压力为1 MPa时,在100 mm范围内,射流稳定无波动,当射流长度由110 mm延长至140 mm时,射流接触角由3.19°增大至15.01°,实验测得的射流稳定长度与仿真结果的误差为15.9%。研究结果为水导激光加工提供了理论和实验依据。

关键词:水导激光;;水射流;;流场;;稳定长度;;接触角

基金资助:国家重点研发计划项目(2022YFB4601600)