亚声速横向气流中液体射流破碎过程的直接模拟 被引量：9

1

作者 刘日超 乐嘉陵 +3 位作者 杨顺华 郑忠华 宋文艳 黄渊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2135-2141,共7页

为研究亚声速横向气流中液体射流柱的变形、弯曲以及其破碎过程,利用LES结合VOF的方法,对射流破碎过程进行了直接模拟。通过计算观察得到射流柱进入到横流气体中后由于RayleighTaylor(RT)不稳定性和Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性的共... 为研究亚声速横向气流中液体射流柱的变形、弯曲以及其破碎过程,利用LES结合VOF的方法,对射流破碎过程进行了直接模拟。通过计算观察得到射流柱进入到横流气体中后由于RayleighTaylor(RT)不稳定性和Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性的共同作用迅速发生变形,并形成表面波,同时伴随着细小液滴的脱落,气流在射流柱后方形成涡状结构。在射流柱的迎风面上同时存在两种表面波,即RT表面波和KH表面波。模拟所得液柱纵向初始表面波波长为0.22mm,与K-H表面波波长理论公式计算所得相接近。通过对比射流柱的背风面和迎风面两侧,发现在横向来流中背风面上的大量细小液滴主要是由横向来流对液柱的不稳定性扰动造成迎风面上的液体向背风面方向挤压并剪切,最终脱落造成。 展开更多

关键词 RT不稳定性 射流柱 首次破碎 雾化

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爆炸冲击波作用下液体抛撒不同阶段运动规律分析 被引量：6

2

作者 吴德义 《爆破器材》 CAS 2005年第2期4-7,共4页

文章通过对采用高速摄影仪拍摄的爆炸冲击波作用下不同时刻液体抛撒运动图片的分析,得出了爆炸冲击波作用下液体抛撒不同阶段的运动规律。分析表明爆炸冲击波作用下,液体抛撒不同阶段有不同的特点,抛撒初期液体处于加速阶段并在较短的... 文章通过对采用高速摄影仪拍摄的爆炸冲击波作用下不同时刻液体抛撒运动图片的分析,得出了爆炸冲击波作用下液体抛撒不同阶段的运动规律。分析表明爆炸冲击波作用下,液体抛撒不同阶段有不同的特点,抛撒初期液体处于加速阶段并在较短的时间内获得最大速度,获得最大速度的液体由于表面张力、空气阻力及粘性的作用产生首次破碎与二次破碎,此阶段液体抛撒速度随时间呈指数关系衰减,二次破碎后的液滴由于仅受空气阻力的作用,受力形式发生改变,速度衰减减慢。 展开更多

关键词 爆炸冲击波 液体抛撒 运动规律 首次破碎 二次破碎

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液体轴对称抛撒破碎和雾化的实验研究 被引量：6

3

作者 杨磊 韩肇元 黄中伟 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期50-55,共6页

对静止空气中液体轴对称抛撒的首次破碎及二次破碎进行了实验研究,通过纹影装置获得其首次破碎及二次破碎发展过程的纹影照片,通过激光散射粒子直径测量仪获得了二次破碎所形成雾化场的Sauter平均直径(SMD)随时间和空间的分布。实验结... 对静止空气中液体轴对称抛撒的首次破碎及二次破碎进行了实验研究,通过纹影装置获得其首次破碎及二次破碎发展过程的纹影照片,通过激光散射粒子直径测量仪获得了二次破碎所形成雾化场的Sauter平均直径(SMD)随时间和空间的分布。实验结果表明,由于“Rayleigh-Taylor不稳定性”的发展,在液体抛撒所形成液核的前端发生了具有波浪形的首次破碎,首次破碎所形成球形液体颗粒的直径与发生首次破碎的液核前端的液体薄层厚度基本相当。由于不同直径液体雾滴的速度弛豫时间的差异,导致二次破碎后的雾化场具有大雾滴在前、小雾滴在后的特征。同时,由于实验液体具有高挥发性,导致与轴线的距离超出某一范围后,二次破碎所形成的雾化场又会出现雾滴的SMD随距离的增加而逐渐减小的趋势。 展开更多

关键词 首次破碎 二次破碎 雾化场 SMD 液体抛撤

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液体环轴对称抛撒首次破碎后期的实验研究 被引量：2

4

作者 蔡庆军 韩肇元 +1 位作者 万群 张寿齐 《流体力学实验与测量》 CSCD 2000年第1期57-62,共6页

液体抛撒、破碎和雾化过程中 ,首次破碎向二次破碎转化的过程是一个非常重要的阶段。笔者用纹影法对液体环轴对称抛撒首次破碎后期 ,即首次破碎向二次破碎转化的阶段进行了研究。实验结果表明 :首次破碎前期产生的液体块在空气阻力作用... 液体抛撒、破碎和雾化过程中 ,首次破碎向二次破碎转化的过程是一个非常重要的阶段。笔者用纹影法对液体环轴对称抛撒首次破碎后期 ,即首次破碎向二次破碎转化的阶段进行了研究。实验结果表明 :首次破碎前期产生的液体块在空气阻力作用下 ,变形成树枝状 ,进而变细变长 ,最后在不稳定性的作用下 ,断裂成更小的液体珠串 ;无水乙醇较水破碎得更为迅速 ;在首次破碎后期中伴随有强烈的二次破碎。 展开更多

关键词 抛撒 首次破碎 二次破碎 液体环轴 对称抛撒

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液体射流首次破碎的直接数值模拟及动力学过程分析 被引量：5

5

作者 李霄月 邹建锋 +2 位作者 张阳 谢家华 马振海 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1529-1539,共11页

为探究液体射流破碎的失稳和首次雾化过程,结合使用VOF(Volume of Fluid)界面流模拟方法和有界压缩格式,对以30m/s的速度进入静止空气的射流进行了直接数值模拟。计算捕捉到了射流破碎引起的液丝和液滴和复杂流场结构的演化过程,以供开... 为探究液体射流破碎的失稳和首次雾化过程,结合使用VOF(Volume of Fluid)界面流模拟方法和有界压缩格式,对以30m/s的速度进入静止空气的射流进行了直接数值模拟。计算捕捉到了射流破碎引起的液丝和液滴和复杂流场结构的演化过程,以供开展动力学特性研究。研究分析了射流头部和液柱核心的形态变化过程,考察了射流与周围空气两相之间的相互作用机理。分析指出射流前锋最先受到扰动,在空气动力作用下产生液丝和液滴,同时将扰动借助气相和液相两种介质向上游传递,对射流的破碎进程产生促进作用。随着射流失稳和破碎程度加深,流场高度紊乱,使得气液混合程度进一步提高。揭示了射流首次破碎时头部抽丝的动力学机制,以及液丝在周围气体影响下演变并产生液滴的若干机制。 展开更多

关键词 首次破碎 气动作用 扰动 液丝 液滴 直接数值模拟

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直流喷射首次破碎的形变过程研究 被引量：4

6

作者 刘日超 乐嘉陵 +3 位作者 杨顺华 郑忠华 宋文艳 黄渊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1334-1340,共7页

为深入了解直流喷射过程中射流柱的细部结构以及其脱落过程,利用LES结合VOF的方法,对静止大气中垂直射流现象进行模拟。模拟得到的液相喷雾结构和试验结果能够很好地吻合。通过计算观察得到射流柱进入到大气中后由于Rayleigh-Taylor(RT... 为深入了解直流喷射过程中射流柱的细部结构以及其脱落过程,利用LES结合VOF的方法,对静止大气中垂直射流现象进行模拟。模拟得到的液相喷雾结构和试验结果能够很好地吻合。通过计算观察得到射流柱进入到大气中后由于Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性迅速形成伞状的头部,头部的边缘在不断变薄失稳的过程中脱落形成液带,液带脱落产生的液滴具有等距性,间距为0.106mm,并在伞状边缘的下方形成一个气涡,气涡与上游的射流柱相互作用,促进射流柱表面的脱落。射流柱表面由于Kelvin-Helmholtz(K-H)表面波的作用呈现鱼鳞状的结构,并导致射流柱整体断裂、破碎,其表面波波长由初始的0.26mm迅速增长到0.78mm。 展开更多

关键词 RT不稳定性 射流柱 首次破碎 VOF 雾化

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液体环轴对称抛洒首次破碎的理论分析 被引量：3

7

作者 秦承森 王裴 +2 位作者 王丽丽 石艺娜 洪滔 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期198-203,共6页

对于水和无水乙醇环形轴对称抛洒实验的首次破碎结果的分析表明,在给定实验条件下,液体密度大约是气体的1000倍,液体首次破碎的过程分2个阶段:首先,界面不稳定性非线性发展,液体尖钉在惯性力和空气阻力的作用下,拉伸变细变长;然后在射... 对于水和无水乙醇环形轴对称抛洒实验的首次破碎结果的分析表明,在给定实验条件下,液体密度大约是气体的1000倍,液体首次破碎的过程分2个阶段:首先,界面不稳定性非线性发展,液体尖钉在惯性力和空气阻力的作用下,拉伸变细变长;然后在射流不稳定性的作用下,断裂成液体珠串。这个理论分析给出的首次破碎的平均液体直径与实验结果基本一致。理论分析表明,无水乙醇破碎液滴的平均直径比水液滴小,是无水乙醇表面张力值仅为水的1/3的一个必然结果。 展开更多

关键词 爆炸力学 抛洒 界面不稳定性 液体环 首次破碎

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液体环轴对称抛撒首次破碎的实验研究和稳定性分析

8

作者 蔡庆军 韩肇元 +1 位作者 潘建平 张寿齐 《实验力学》 CSCD 北大核心 1999年第2期142-149,共8页

首次破碎是液体抛撒、破碎过程中一个非常重要的阶段．本文提出了一种新的实验设备，并通过在这套实验设备上的一系列实验，得到了在不同激波马赫数、不同的液体种类和不同的抛撒容量下液体首次破碎过程的照片．实验结果表明，在确定的... 首次破碎是液体抛撒、破碎过程中一个非常重要的阶段．本文提出了一种新的实验设备，并通过在这套实验设备上的一系列实验，得到了在不同激波马赫数、不同的液体种类和不同的抛撒容量下液体首次破碎过程的照片．实验结果表明，在确定的抛撒条件下，液体环的失稳，即不稳定的发生、发展并最终导致液体环破碎的过程。 展开更多

关键词 抛撒 首次破碎 二次破碎 稳定性 液体 雾化

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气溶胶抛撒过程中首次破碎液滴的尺寸分布 被引量：2

9

作者 石艺娜 洪滔 秦承森 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期847-853,共7页

对气溶胶爆炸抛撒过程中,首次破碎液滴的尺寸分布进行理论和数值研究.基于热力学第二定律的最大熵增理论,建立首次破碎过程满足的方程组约束条件,给出破碎后液滴尺寸分布的确定方法,并对Air-blast喷管实验和Samirant相关实验进行数值模... 对气溶胶爆炸抛撒过程中,首次破碎液滴的尺寸分布进行理论和数值研究.基于热力学第二定律的最大熵增理论,建立首次破碎过程满足的方程组约束条件,给出破碎后液滴尺寸分布的确定方法,并对Air-blast喷管实验和Samirant相关实验进行数值模拟预测,与实验数据符合较好. 展开更多

关键词 气溶胶 首次破碎 抛撒液滴 尺寸分布

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运动状态下液体轴对称抛撒首次破碎的实验研究 被引量：1

10

作者 杨磊 黄中伟 韩肇元 《实验力学》 CSCD 北大核心 2007年第2期125-130,共6页

在实验室条件下利用组合式激波管设备,对运动状态下液体轴对称抛撒进行了实验研究。通过纹影装置获得其所形成雾化场的外形轮廓照片,测量获得了液核发生首次破碎的位置与对称轴之间的距离。通过对抛撒过程中R-T不稳定性与K-H不稳定性的... 在实验室条件下利用组合式激波管设备,对运动状态下液体轴对称抛撒进行了实验研究。通过纹影装置获得其所形成雾化场的外形轮廓照片,测量获得了液核发生首次破碎的位置与对称轴之间的距离。通过对抛撒过程中R-T不稳定性与K-H不稳定性的分析认为,轴向气流作用下液体轴对称抛撒的首次破碎点与对称轴的距离主要由轴向气流的速度、轴向气流的密度、液体轴对称抛撒的出口速度、抛撒液体的表面张力系数、环形喷口的宽度等参数所决定。在此基础上,利用相似性理论和无量纲分析,获得了运动状态下液体轴对称抛撒首次破碎点与对称轴之间的距离与相关参数的无量纲关系式。 展开更多

关键词 轴对称抛撒 首次破碎 R-T不稳定性 K—H不稳定性

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爆炸驱动液体分层现象和液滴尺寸模拟

11

作者 石艺娜 洪滔 +2 位作者 姚雯 冯其京 秦承森 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期781-786,共6页

爆炸驱动液体介质外界面的分散和破碎是气溶胶云团形成的重要过程。采用基于维数分裂的欧拉程序和Youngs混合界面处理方法,对中心药爆炸驱动甘油和水介质流场的液体分层现象进行了数值模拟。结合试验结果推断提出了液滴形成过程的三种... 爆炸驱动液体介质外界面的分散和破碎是气溶胶云团形成的重要过程。采用基于维数分裂的欧拉程序和Youngs混合界面处理方法,对中心药爆炸驱动甘油和水介质流场的液体分层现象进行了数值模拟。结合试验结果推断提出了液滴形成过程的三种并存机制:外层射流破碎、内层R-T失稳和中间液层"空化"破碎,分别建立了不同液层破碎液滴的尺寸模拟方法。对比给出抛撒甘油和水装置初级液滴的尺寸分布及最外层理论射流量。 展开更多

关键词 炸药抛撒 液体分层 首次破碎 液滴尺寸 数值模拟

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激波驱动液体轴对称抛撒的实验研究

12

作者 杨磊 杨向龙 黄中伟 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期32-36,共5页

设计了利用垂直激波管实现液体轴对称抛撒的实验装置,通过高速摄影技术获得不同驱动压力下气液界面不稳定性发展直至发生首次破碎的时间序列。实验结果表明,马赫数的增大导致初始扰动波的波长减小和扰动波数的增加,且尖钉发生破碎并与... 设计了利用垂直激波管实现液体轴对称抛撒的实验装置,通过高速摄影技术获得不同驱动压力下气液界面不稳定性发展直至发生首次破碎的时间序列。实验结果表明,马赫数的增大导致初始扰动波的波长减小和扰动波数的增加,且尖钉发生破碎并与气流混合的程度更为剧烈。实验液体发生首次破碎的位置基本不随驱动压力的升高而改变。液体前锋的加速度曲线呈现出前期基本不变,后期迅速增大的趋势。 展开更多

关键词 激波管 RICHTMYER-MESHKOV不稳定性 RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性 气泡 尖钉 首次破碎

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