等离子喷涂射流的三维非稳态数值模拟

来源：机械工程材料杂志2015年第8期北京时间：

作者：朱建峰, 郑允宅, 曹萍丽, 李强

摘要：基于局域热力学平衡假设, 建立等离子喷涂射流的三维非稳态湍流模型, 运用计算流体力学软件ANSYS CFX模拟了氩/氢等离子喷涂过程中等离子特性分布以及喷枪内部场变化对射流形态的影响, 并与高速摄像机的拍摄结果进行了对比。结果表明: 模拟得到的射流波动明显, 其形态与试验得到的结果吻合较好; 喷枪内与射流域等离子体特性分布表现出明显的三维特征, 其中速度分布的三维特征较之温度的更加明显; 射流射入大气中后, 温度和速度均沿轴向衰减, 随着射流发展, 与冷空气的卷吸作用愈明显, 等离子体与冷空气之间能量和动量交换愈剧烈, 大约距离喷枪出口27.4 mm处其温度和速度的衰减加剧; 射流域速度分布较之温度分布受空气影响更大。

关键词：等离子喷涂, 三维模拟, 非稳态模拟, 等离子射流, 等离子体特性