张欣玮，汤积仁，卢义玉，周 哲，章文峰，陈钰婷

（1.重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆400030；2.重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室，重庆400030）

淹没条件下水射流涡旋特性大涡模拟及实验研究

张欣玮1，2，汤积仁1，2，卢义玉1，2，周 哲1，2，章文峰1，2，陈钰婷1，2

（1.重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆400030；2.重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室，重庆400030）

采用大涡模拟方法对淹没条件下水射流的涡量场进行数值模拟，分析流场中涡旋的产生与扩散机制，并通过相同条件下粒子图像测速仪测量射流的涡量场，对模拟结果和方法进行验证。模拟研究泵压和围压对淹没射流涡旋特性的影响。结果表明：在射流流场中，由喷嘴出口产生一系列涡量集中的点涡旋，随着射流的前进涡旋逐渐扩散，卷吸周围介质并传递能量，卷吸范围逐渐扩大，而卷吸能力沿射流轴向呈指数衰减；随着泵压升高，整个流场中涡旋的涡量值明显增大，涡旋扩散长度直线上升；围压对涡量基本没有影响，围压的增加会使涡旋扩散区长度直线下降，减小卷吸作用范围。

淹没水射流；涡旋；大涡模拟；粒子成像测速

水射流在淹没条件下由于周围水介质的黏性剪切作用产生大量涡旋，涡旋的产生与扩散就是射流卷吸周围介质，传递能量、动量使之随同一起运动的过程［1-2］。淹没射流产生的涡旋可以卷吸周围的岩屑形成粒子射流，增强射流的能量［3］。……