带钢表面高压水射流清洗的数值模拟及试验验证的开题报告

带钢表面高压水射流清洗的数值模拟及试验验证的开题报告开题报告一、研究背景带钢是造车、船舶、航空、轨道交通等行业常用的材料，其表面质量直接影响到后续加工及使用效能。传统的带钢表面清洗方法主要包括化学清洗、机械清洗等，但这些方法存在一些问题，例如化学物质可能对环境和人体产生危害，机械清洗可能会损伤带钢表面。高压水射流清洗是一种新兴的清洗方法，在清洗过程中，高速射流对污渍进行撞击和切割，使其从表面脱落。与传统方法相比，高压水射流清洗具有高效、无污染、表面无损伤等优点，因此在带钢表面清洗中具有广泛应用前景。然而，高压水射流清洗的参数对清洗效果影响较大，必须根据不同情况进行选择。因此，本研究将对带钢表面高压水射流清洗进行数值模拟及试验验证，分析不同参数下的清洗效果及机理，为实现高效、准确、无损伤的带钢表面清洗提供理论基础。二、研究内容2.1研究目标本研究旨在探究带钢表面高压水射流清洗的机理及优化清洗参数，实现高效、准确、无损伤的清洗效果。2.2研究方法本研究将采用数值模拟和试验相结合的方法进行研究，具体研究流程如下：（1）数值模拟基于ANSYSFluent软件，建立带钢表面清洗的三维计算模型，模拟不同参数下高压水射流清洗的过程以及清洗效果，分析不同参数对清洗效果的影响。（2）试验验证通过自主开发的带钢表面高压水射流清洗装置进行试验验证，探究不同参数对清洗效果的影响。在实验室中对比数值模拟结果，验证其准确性。2.3研究内容及重点（1）建立带钢表面高压水射流清洗数学模型，对不同参数进行模拟计算，得到清洗效果及机理分析。（2）设计带钢表面高压水射流清洗装置，进行试验验证，得到清洗效果及机理分析，与数值模拟结果进行对比。（3）分析清洗参数选择的理论依据，确定最优清洗参数组合。三、研究意义（1）在带钢表面清洗方面，传统方法存在一些问题，高压水射流清洗方法的研究将为实现高效、准确、无损伤的带钢表面清洗提供理论基础。（2）数值模拟结果与试验结果的对比验证，不仅可以验证数值模型的准确性，更可以为工业应用落地提供保证，同时，实验验证的结果也可以为数值模拟提供依据和修正。（3）本研究的成果可以为工业界提供清洗应用方面的理论指导，提高带钢表面清洗的效率和质量。四、预期成果（1）建立带钢表面高压水射流清洗数学模型，探究不同参数组合对清洗效果的影响。（2）研发带钢表面高压水射流清洗装置，开展不同参数下的清洗试验验证，得到清洗效果及机理分析，并与数值模拟结果进行对比。（3）论文发表一篇SCI/EI论文。五、进度安排序号|工作内容|时间计划---|---|---1|文献调研和参数选择|2022年1月-2022年2月2|建立清洗数值模型|2022年3月-2022年5月3|清洗试验设计、装置研发|2022年6月-2022年8月4|清洗试验验证|2022年9月-2022年11月5|数据分析与论文撰写|2022年12月-2023年2月6|论文修改与投稿|2023年3月-2023年4月以上工作计划仅供参考，实际工作进度可根据研究需要适当调整。六、参考文献[1]OtawaraK,IshiiK,InoueT,etal.High-pressurewater-jet-assistedsteelstripcleaningtechnology[J].ISIJInternational,2004,44(10):1703-1710.[2]HanL,ZhengY,WangB,etal.Modelingofhighpressurewaterjetsurfacecleaning[J].JournalofMechanicalEngineering,2011,47(16):78-85.[3]JiangY,ZhouHY,QinYS,etal.Experimentalresearchoncleaningperformanceoflaserinducedcavitationmicro-bubbleinhighpre