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冷喷涂气-固两相射流过程的数值模拟研究的中期报告
随着现代工业技术的发展，冷喷涂气技术在表面涂层方面得到了广泛的应用。冷喷涂气是通过喷枪将压缩空气等气体加速到超音速，然后与粉末状材料混合，喷向待涂层基材表面的一种表面修复和涂覆技术。与传统热喷涂技术相比，其最大的优势是避免了材料和涂层在加热过程中的热应力问题，同时也能够在相对低的温度下实现高品质的涂层。
冷喷涂气技术不仅在实际应用中有着重要的作用，同时也是当前研究的热点之一，相关的数值模拟研究也十分活跃。本中期报告将主要汇报围绕冷喷涂气过程的两相喷流模拟进行的研究进展，并在之前的研究基础上提出了一些新的思路和展望。
首先，采用计算流体力学（CFD）方法对喷雾气体和粉末颗粒的两相喷流进行了数值模拟，建立了三维稳态Euler-Lagrange模型，采用RSM整数模型对乱流模型进行了改进，初始条件下，固体颗粒以固定的粉末流量注入喷气流，模拟了固液两相射流的复杂流动。数值仿真结果表明，冷喷涂气过程中的两相喷流具有很强的非线性特征和不稳定性，颗粒的运动轨迹与粉末的物性参数、喷枪参数、气体速度场等复杂多变的物理因素有着密切的关系。通过对数值模拟结果的分析可以了解喷枪参数以及气体速度场等物理因素对固液两相射流的影响程度。
其次，在前期的研究工作的基础上，提出了将冷喷涂气技术应用于新能源领域制造方面的新思路。结合钢铁工业、汽车工业等领域的实际需求，对冷喷涂气技术的应用前景进行了初步的分析和展望。同时也对研究中存在的问题及需要进一步探究的方向进行了讨论，比如粉末颗粒的物理性质、颗粒流动学方面的建模、颗粒和气体之间相互作用的数值模拟等方面的问题。
本中期报告的研究内容主要集中在冷喷涂气技术的两相喷流模拟和应用前景分析两大方面。未来将从理论研究和工程应用两个方面进行探究，力争实现冷喷涂气技术的优化和推广。