双层方孔滤网作为航空燃油系统主要抗污元件,其过滤特性对航空燃油系统的可靠性具有重要影响。综合运用CFD-DEM耦合方法与可视化试验,研究方孔双层滤网动态过滤过程和流速、流量脉动对滤网过滤效率的影响。结果表明受支撑网的影响,双层滤网精度提高,表面介质过滤和小于网孔颗粒成群卡滞网孔是滤网过滤初期的主要存在形式,滤网过滤中期逐渐形成颗粒层;流速对滤网过滤影响较小,敏感颗粒的过滤效率出现轻微波动,流量脉动对滤网过滤效率影响显著,脉动频率和幅值越大,滤网过滤效率越低;研究结果为方孔滤网的设计选型提供了有益的参考。

针对旋冲钻孔过程存在孔底岩屑堵塞的问题,基于气固两相流理论,考虑岩屑颗粒碰撞对气力排屑特性的影响,建立了环形流道内岩屑碰撞接触受力模型及气力排屑环形流道模型,采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)模拟垂直环形流道内气力排屑过程,得到了气流速度、排屑气压与岩屑粒径对气力排屑特性的影响规律。结果显示随着气流速度的增大,流场压力损失先减少后增加,存在最佳排屑气流速度18m/s,当低于该速度时,岩屑难以及时排出;排屑压力减小导致环形流道中心区域岩屑浓度上升,导致压降增加;岩屑粒径小于1mm容易集聚成带状流动,当岩屑粒径在(2~4)mm范围内时,利于岩屑的排出。为岩石钻具的钻孔及排屑工艺参数选择提供了依据。

基于CFD-DEM方法和Oka磨损模型,通过充分考虑颗粒间及颗粒与壁面间相互作用建立数学计算模型,分析研究不同喷嘴结构、硬度以及射流工艺参数对喷嘴磨损以及分布规律的影响。研究表明:随着喷嘴收缩角增加,喷嘴内表面所受总力增加,喷嘴磨损加剧,其磨损主要分布在过渡区和出口处;提高喷嘴硬度可以降低喷嘴磨损;改变喷嘴的长径比、系统工作压力及抛光液黏度会影响喷嘴磨损程度,而对磨损分布区域基本没影响。综合考虑各因素对喷嘴磨损的影响,当长径