1、隨著科學技術的發(fā)展和進步，空化水射流作為一種新興而先進的表面處理技術，被廣泛應用于清洗除銹、噴丸強化、生化環(huán)保和油氣開采等工業(yè)領域，具有廣闊的發(fā)展前景。空化水射流根據水力機械氣蝕的原理，通過人為手段在水射流流束內產生許多汽化空泡，利用空泡潰滅時所產生的高壓沖擊來增強射流的作業(yè)效果。相對一般高壓水射流，空化水射流可使噴嘴壓力降低1～2個等級，而作用于受噴工件表面的壓力可達到 GPa量級。通過數值模擬空化泡的潰滅過程和空化水射流噴嘴內部的流

2、場，揭示空化水射流的機理并優(yōu)化噴嘴結構參數。
　　本研究采用VOF方法模擬空化泡潰滅過程的基本特征，預測結果與試驗結果具有很好的一致性。通過數值模擬研究空化泡與固壁的距離(γ)、空化泡大小和環(huán)境圍壓對單個空化泡潰滅的影響。結果表明：隨著空化泡與壁面的間距減小，空化泡的非對稱變形越來越明顯，從形成射流到最終潰滅的時間不斷增加，最大射流速度和潰滅壓力都隨之減??；空化泡大小對射流速度的影響不大，盡管潰滅壓力隨著空泡半徑的增大而相應增大，

3、但變化幅度很?。划敪h(huán)境圍壓增大，最大射流速度和潰滅壓力都大幅度增大，潰滅壓力在γ=2.0時的增幅甚至接近一個數量級。利用FLUENT軟件對噴嘴的流場進行數值模擬，通過獲得流場內的速度場、壓力場和氣相體積分數分布來研究結構參數和工作參數對噴嘴空化的影響規(guī)律，以此得到角形噴嘴的最優(yōu)結構參數。結果表明：收縮段長度變化對噴嘴圓柱段處的射流速度和壓降幾乎沒有影響；擴散段越長，噴嘴空化能力越強，但是出口射流速度會隨之大幅減小。在綜合評估之下，當噴嘴