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喷嘴几何参数对旋转射流流场性能影响的模拟分析
摘要：
本文采用计算流体动力学（CFD）手段对喷嘴几何参数对旋转射流流场性能影响进行模拟分析。通过变化喷嘴口径、喷嘴旋转角度等参数，研究喷嘴对旋转射流性能的影响。结果表明，喷嘴口径和旋转角度对旋转射流的马赫数、壁面静压分布等性能指标具有较大的影响。
关键词：喷嘴几何参数；旋转射流；流场性能；计算流体动力学
引言：
旋转射流广泛应用于航空、航天、工业流体系统等领域。旋转射流通过改变射流转速和方向的手段，可以改善局部流场的稳定性和控制性能，从而提高流动传输效率、减小能量损失等。喷嘴是旋转射流的核心组成部分，其内部流场结构和几何形状对旋转射流性能的影响至关重要。因此，对喷嘴几何参数对旋转射流流场性能的影响进行深入研究，有利于优化旋转射流系统的设计，提高其控制性能和传输效率。
方法：
本文采用计算流体动力学（CFD）手段对喷嘴几何参数对旋转射流性能的影响进行模拟分析。首先，采用ANSYSFluent软件建立三维旋转射流模型，并设置物理场方程、初始条件和边界条件等参数。然后，通过改变喷嘴口径、喷嘴旋转角度等几何参数，对旋转射流流场性能进行模拟计算，得到流场速度、压力、马赫数、湍流等性能指标的分布规律和变化趋势。
结果：
模拟计算结果表明，喷嘴口径对旋转射流的流场性能影响显著。随着喷嘴口径的增大，旋转射流的流速、质量流率和马赫数均增大，但是流场扰动程度也随之增加。此外，喷嘴中心线旋转角度对旋转射流的流场性能同样具有重要影响。当喷嘴中心线旋转角度为0°时，旋转射流形式为自由射流，没有任何旋转性能。而当旋转角度增大，旋转射流的流场特性逐渐增强，流场压力和静压分布随之发生变化。因此，喷嘴的几何参数对旋转射流的性能影响明显，需要根据实际应用需求进行有效优化。
结论：
本文采用CFD手段对喷嘴几何参数对旋转射流流场性能影响进行模拟分析，得到了喷嘴口径、旋转角度等参数对旋转射流性能的影响规律。研究结果可为旋转射流系统的优化设计提供参考，提高其控制性能和传输效率。
参考文献：
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