軟性磨粒流光整加工中直角約束流道的流場特性及其對沖擾動湍流場主動控制方法.pdf

1、在軟性磨粒流加工方法面向具有直角形態(tài)的結構化表面時,約束流道中具有與普通直線或圓曲線約束流道所不同的流場特征。為了實現(xiàn)對直角約束流道中流場的控制,優(yōu)化軟性磨粒流加工方法對直角形態(tài)模具表面的效果,本文對具有典型形態(tài)的矩形截面直角約束流道流場進行分析,并提出一種基于對沖擾動手段,面向軟性磨粒流加工的流場主動控制方法,并完成相關觀測實驗,主要工作如下:
　　 (1)基于Finnie微切削理論與顆粒動理學理論分析了影響軟性磨粒流加工效率

2、與效果的重要參數(shù),并對兩相流中磨粒對流體的跟隨作用進行了分析,建立了磨粒擬流體湍動能場重要參數(shù)與流體湍動能場的關聯(lián)表達式,為利用流體湍流控制手段干預磨粒的無序運動提供了理論依據(jù)。
　　 (2)基于可實現(xiàn)k-ε模型和混合(Mixture)模型對直角約束流道的兩相流流場進行了數(shù)值分析,并根據(jù)分析結果,通過流場參數(shù)理論分析手段建立多個優(yōu)化兩相流流場重要參數(shù)的理論依據(jù):基于顆粒輸送理論建立了近壁面分離區(qū)中流體速度梯度與磨粒體積分數(shù)梯度的

3、解析關系;針對磨粒擬流體湍動能輸運方程,利用微元分析方法建立了湍流渦旋場中磨粒速度梯度與流體速度梯度在典型尺度上的關系,利用磨粒速度跟隨關系獲得了磨粒湍動能輸運方程交換項的源項條件。
　　 (3)基于自由剪切場形成湍流的機制,以加強湍流為主要目標,提出了利用對沖流擾動手段對流場湍流參數(shù)實施主動控制的方法,并利用湍流場譜理論對主動控制方法擾動湍流場的原理進行了分析,討論了主動控制方法對其他軟性磨粒流加工中重要流場參數(shù)的影響,并以典