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沟槽角度对金属表面微射流性质的影响

王裴 邵建立 秦承森

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沟槽角度对金属表面微射流性质的影响

王裴, 邵建立, 秦承森

Groove angle effect on micro-jet from shocked metal surface

Wang Pei, Shao Jian-Li, Qin Cheng-Sen
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  • 基于光滑粒子流体动力学方法, 数值模拟了冲击加载下不同金属表面沟槽微射流现象, 重点分析了微射流头部速度及其分布随沟槽角度的变化规律. 研究结果发现, 喷射系数在沟槽半角为45° 附近达到最大, 随着角度的增加或减小喷射系数均较小; 而最大喷射速度随沟槽角度的增加近似成线性减小变化. 详细分析了不同角度沟槽诱发微射流的物质来源变化及其经历的动力学过程, 发现随着沟槽夹角增加, 射流物质来源由沟槽两侧逐步向沟槽底部过渡, 当沟槽半角在45° 附近, 形成射流的物质在沟槽底部和两侧近似均匀分布.
    According to smoothed particle hydrodynamics, we investigate numerically the micro-jets from grooved surfaces of different metals, where the velocities of jet head and material sources are discussed in detail. Our simulation results suggest that the jetting factor reaches its maximum at the half angle 45 degree, and the jetting factor reduces with the increase or decrease of the groove angle; also, the maximum velocity of jet shows a linear reduction with the increase of groove angel. Those results are consistent with the corresponding experimental results. The jetting material source and its dynamical process are analyzed. It is shown that with the increase of groove angel, the jet material sources transfer to the bottom of groove from two-side layer, while at the groove angel near 45 degree, a homogenous source layer throughout the groove comes into being. Finally, we further explain the jetting dynamics from different grooves by particle trajectory and its mechanical quantity history.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-05-03
  • 修回日期:  2012-06-19
  • 刊出日期:  2012-12-05

沟槽角度对金属表面微射流性质的影响

  • 1. 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室, 北京 100094

摘要: 基于光滑粒子流体动力学方法, 数值模拟了冲击加载下不同金属表面沟槽微射流现象, 重点分析了微射流头部速度及其分布随沟槽角度的变化规律. 研究结果发现, 喷射系数在沟槽半角为45° 附近达到最大, 随着角度的增加或减小喷射系数均较小; 而最大喷射速度随沟槽角度的增加近似成线性减小变化. 详细分析了不同角度沟槽诱发微射流的物质来源变化及其经历的动力学过程, 发现随着沟槽夹角增加, 射流物质来源由沟槽两侧逐步向沟槽底部过渡, 当沟槽半角在45° 附近, 形成射流的物质在沟槽底部和两侧近似均匀分布.

English Abstract

参考文献 (14)

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