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平板基底对氩气-氢气等离子喷涂射流场影响的流体动力学模拟

夏碧珠 , 郑振环 , 李强

机械工程材料

建立了氩气~氢气等离子射流在空气中流动、传热的三维数学模型,基于计算流体动力学Fluent软件,运用SIMPLE算法求解控制方程,使用标准κ-ε湍流模型结合组合扩散系数法,模拟了自由等离子射流和平板基底情况下等离子射流各区域的温度、速度和湍动能分布。结果表明:平板基底对射流上游区域影响较小,但在基底附近区域速度、温度及组分浓度均沿基底表面向周围铺开;基底对射流速度的影响大于其对温度的影响,距离基底15mm处速度开始偏离自由射流,并逐渐减小为0,而温度在距离基底5mm处开始偏离自由射流下降至600K;基底附近的压力分布导致基底前端速度沿径向呈“驼峰”状分布,出现对称的速度极大值。

关键词: 等离子喷涂 , 射流 , 基底 , 交互作用 , 数值模拟

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