空化射流是一种在很多场合都常见的现象,是指在急速水射流中遇到突然收缩等阻碍时,液流系统中局部的压强降低到水的饱和蒸汽压,从而产生空化气泡的现象。当空化气泡发生溃灭时,会产生异乎寻常的高温、高压冲击波或微射流,从而被广泛应用于化工、石油、环保等行业中。因此,研究空化射流的冲蚀特性具有重要的理论意义和实际应用意义。本文通过CFD技术对空化射流的特性进行系统的研究,突破了以往实验手段的局限性,在研究方法上具有创新性;此外,本文选用文丘里喷管为物理模型,主要研究空化射流的冲击特性及其影响因素之间的定量及定性关系,在研究内容上具有创新性。根据空化射流的特点,推导并确定能够反应问题本质的数学模型,即建立能够表达各物理量之间关系的微分方程和求解条件,在分析不同空化模型、湍流模型和多相流模型的基础上,对模型中的参数进行优化,使其更加适合空化射流的数值模拟。在建立适当的数学模型基础上,以Gambit软件构建文丘里管的二维模型,考查在不同影响因素,如注射压力、围压、处理距离等条件下,空化射流冲击特性的变化规律,并将其与文献实验中的结果进行对比分析,验证其准确性,从而对这些规律进行整合处理,为人们以后对空化射流冲击特性的数值模拟研究提供依据。在二维模型研究的基础上,采用Gambit软件建立合适的三维模型,并利用Fluent 6.3软件中的三维求解器对其进行模拟计算,对比分析不同注射压力、围压和处理距离等因素下空化射流流场结构的特点,结合所得到的冲击特性,研究空化射流流场结构与其冲击特性之间的关系。