喷嘴挡板伺服阀广泛应用于航空航天、工程机械、深海装备以及机器人等领域的液压伺服系统中。然而,伺服阀内流场的空化特性常常会导致流场压力脉动、高频啸叫以及气蚀损坏等问题,严重影响伺服阀的工作性能。通过采用正方形射流来改变伺服阀前置级流场的流动结构,进而改善伺服阀的空化特性。相比于传统圆形喷嘴情况,当正方形喷嘴边长与阀腔底面平行时,空化现象愈加严重;而当正方形喷嘴边长与阀腔底面成45°夹角时,空化现象得到了明显的改善。

雾化吸入是临床上常用的介入手段,可帮助气管切开患者进行机械通气,也能够以更有效地方式为呼吸道疾病患者给药。研究从雾化的基本原理着手,分析典型雾化器的几何结构,根据作用机理将雾化过程划分为毛细上升,喷口雾化及撞击回流和气溶胶喷出等三个阶段,并结合流体体积法对雾化过程所涉及到的二相流动进行数值分析。稳态分析结果验证了喷口处由于气流压力小于大气压而产生的负压,确认了毛细上升过程中驱动药液运动的核心动力。瞬态分析结果发现药液沿着液膜-液丝-液滴的流程逐渐雾化成液滴。这些分析结果厘清了雾化器的基本工作过程,对后续雾化器的性能表征和结构优化设计具有指导意义。