随着天然气的开发利用,燃气已经成为我们的主要工业能源。燃料与空气的快速混合是提高燃料燃烧效率的关键。这就需要对射流的流动状态进行有效的控制,进而控制燃气射流的混合及燃烧过程。因此本文设计了一套基于高频微射流控制的射流特性实验装置,并利用CFD软件对不同控制条件下的射流的流场进行了实验与数值模拟,取得以下成果:1、利用CAD设计软件CAXA和Solidworks设计了一套脉冲微射流实验装置,主要对其中射流气体处理系统、射流管系统和脉冲激励发生器系统进行了设计,并利用流体分析软件Fluent对射流管中的扩散段和收缩段的相关参数进行了模拟分析,选取了最佳的扩散段的扩散角度,扩散角a为16°,最佳的收缩段的收缩曲线正弦曲线及收缩长度=mmL 170,保证了主射流喷嘴出口出的湍流度和边界层厚度等流动参数均符合实验设计要求。2、对实验装置进行装配,并对实验台进行搭建和调试,检测射流出口处的速度分布和湍流度分布,速度分布均匀,出口处平均湍流度小于0.5%,边界层厚度s<2.0R,符合设计要求。3、在每个微射流孔的质量流率比Cm=0.1%,占空比φ=10%的条件下,对微射流与主射流的频率比Fv/FO(FV为微射流激励频率,FO为主射流大涡频率)在0~2.0变化时,同时微射流孔的分布方式为2、3、4、6的均匀分布方式下的外部流场的实验及模拟分析。结果表明,Fv/FO≈1时,微射流对主射流的控制效果最佳。当Fv/FO≈1是,流场中大涡卷吸与配对过程明显,对主射流的控制效果最佳,主射流与外部环境流体的混合程度最好。随着微射流孔数目的增加,虽然主射流内部的流向涡的对数增加,但其对涡环中的流体与主射流中心区域的流体的传质、混合作用减弱,因此,随着微射流孔数目的增加,其对主射流的衰减效果及与外部流体的混合效果减弱,相比之下,微射流孔数目为两个对称分布下的控制效果最佳。