Analysis of flow field characteristics and structural optimization of self-excited oscillating pulse jet nozzles

机械 喷射(流体) 喷嘴 物理 分离涡模拟 振荡(细胞信号) 流量(数学) 入口 脉搏(音乐) 振幅 领域(数学) 大涡模拟 流入 流量控制(数据) 明渠流量 平均流量 声学 湍流 逆压力梯度 工作(物理) 执行机构 光学 合成射流 流动分离 空气动力学 体积流量 傅里叶变换 流动可视化
作者
Wei Wu,Yan Xu,Lianan Wang,Tiegang Zhang,Jinglong Zhang,Yuejuan Yan,Sen Li
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:38 (1)
标识
DOI:10.1063/5.0310811
摘要

Oscillating jet technology has gained considerable attention due to its strong pulsation intensity and excellent hydrodynamic performance. In this study, large eddy simulation (LES) is employed to model the three-dimensional transient flow field of the oscillating nozzle, considering design variables, such as inlet diameter, outlet diameter, feedback channel width, and wall-attached angle. Single-factor response analysis indicates that adjusting the nozzle's geometric configuration can regulate the inlet jet morphology, expand the outlet disturbance range, and influence the return flow in the feedback channel as well as wall attachment inside the oscillation chamber. Using the Box–Behnken design and the response surface method (RSM), regression equations were established with pressure fluctuation average difference and average outlet pressure as objective functions to optimize the structural parameters. Fourier decomposition and multi-scale proper orthogonal decomposition (MPOD) analyses of the flow field reveal that the optimized self-excited oscillating pulse jet nozzle (O-ON) exhibits stronger jet intermittency, higher frequency amplitudes in the temporal coefficients, and more regular periodic outlet pressure pulsations. Aluminum block impact experiments further confirm that the O-ON nozzle produces a larger erosion area and stable pressure pulsations. This work provides guidance for optimizing the flow field performance of self-excited oscillating pulsed jets and offers a useful reference for structural design in applications, such as rock fragmentation, surface descaling, and fracturing drilling.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
研友_Lavpgn的应助被乐观碧彤采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
yan发布了新的文献求助10
2秒前
Akim的应助被uu采纳,获得10
3秒前
4秒前
Tumumu完成签到,获得积分10
4秒前
何以为关注了科研通微信公众号
5秒前
孙蓓泽完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
小巧初柔发布了新的文献求助10
6秒前
朱鸿炜发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
8秒前
8秒前
时尚芷巧完成签到,获得积分10
8秒前
bk关闭了bk的文献求助
9秒前
畅快夕阳完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
千鲤渡完成签到,获得积分10
10秒前
节奏大师温特李完成签到 ,获得积分10
10秒前
尹筝发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
希望天下0贩的0的应助被QQ采纳,获得10
12秒前
孙蓓泽发布了新的文献求助10
12秒前
真真发布了新的文献求助10
13秒前
wangyue完成签到,获得积分10
13秒前
SH发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
16秒前
Xangel完成签到,获得积分10
16秒前
yize发布了新的文献求助10
16秒前
研友_VZG7GZ的应助被细腻朋友采纳,获得10
17秒前
18秒前
尊敬的灰狼完成签到 ,获得积分10
18秒前
nini完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
从自在到自觉:中华民族观念形成研究:全二册 800
Guidelines for fracture-safe and fatigue-reliable design of steel structures 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7999113
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9452749
关于积分的说明 21140989
捐赠科研通 7572221
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3380786
关于科研通互助平台的介绍 2513669
邀请新用户注册赠送积分活动 2414659