超音速磨料水射流的冲击特性及滞留区形成机理研究

磨料水射流作为一项先进制造技术在工业界正得到越来越广泛的应用。磨料水射流的形成是通过高压水作为流体介质，携带磨粒获得高速以至超音速运动来冲蚀工件表面。材料的去除主要靠磨粒冲击来实现，而将磨粒能量转换成工件表面的冲击能量对材料的冲蚀率至关重要。在高压水射流冲击过程中，射流的冲击区内会形成滞留区，从而减缓射流的冲击速度，减少射流以及磨粒能量向工件表面的传递，影响材料的去除率。本文通过计算流体动力学仿真研究高压和超高压水射流及磨料水射流对固体表面的冲击特性，滞留区的形成过程和机理，射流及冲击参数对滞留层的影响，以及滞留层对磨粒冲击速度和冲击能量的影响。