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基于大涡模拟的离心式喷嘴雾化过程研究 被引量：12
1
作者 王雷 方斌 王光彩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1855-1864,共10页
为实现离心式喷嘴雾化过程的精确数值仿真,探究喷嘴内部流动特性与外部液膜破碎形式,采用基于大涡模拟的仿真方法,对一种典型的四进口离心式喷嘴进行研究,仿真结果揭示了喷嘴内部相界面的振荡现象与外部液膜的破碎细节,并通过耦合流体... 为实现离心式喷嘴雾化过程的精确数值仿真,探究喷嘴内部流动特性与外部液膜破碎形式,采用基于大涡模拟的仿真方法,对一种典型的四进口离心式喷嘴进行研究,仿真结果揭示了喷嘴内部相界面的振荡现象与外部液膜的破碎细节,并通过耦合流体体积法(VOF)与离散相模型(DPM),获得液滴粒径的空间分布特征。研究结果表明:在液体填充过程中,喷嘴内的气液相界面存在波动与褶皱,形状并不稳定,内部的空气芯直径呈现正弦模式的振荡变化,喷嘴出口液膜厚度沿周向分布不均,这些因素导致出口附近的液膜表面出现扰动。在不同的进口条件下,不稳定性导致液膜表面上的扰动波形式不同。进口压力为0.3MPa时,液膜破碎由开尔文-亥姆霍兹(K-H)不稳定性产生的轴向正弦波所导致,产生沿周向分布的环形液带;在0.7MPa下,液膜表面开始出现由瑞利-泰勒(R-T)不稳定性引发的周向扰动波;随着压力增加至1.1MPa,液膜的破碎则由R-T不稳定性主导,产生沿轴向分布的液带结构,随后在气动力与表面张力的作用下破碎成液滴。二次雾化破碎后,喷嘴外部截面内的粒径呈“单谷”分布,液滴平均粒径计算结果与实验的最大相对误差为5.1%,与实验数据吻合度较高。 展开更多
关键词 离心喷嘴 内部流动特性 液膜破碎 液滴分布 大涡模拟
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离心喷嘴内部流动与液膜初级破碎的耦合模拟 被引量：8
2
作者 徐让书 年帅奇 +2 位作者 牛玲 徐葳 白敏丽 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2011年第6期661-666,701,共7页
为了更准确地预测喷射特性,揭示喷嘴结构对雾化过程的影响,采用VOF多相流模型和大涡模拟湍流模型对航空发动机离心喷嘴内部流动和液膜破碎过程进行了耦合的CFD模拟,捕获了清晰的气液相界面以及油膜的不稳定波和初级破碎现象.模拟结果表... 为了更准确地预测喷射特性,揭示喷嘴结构对雾化过程的影响,采用VOF多相流模型和大涡模拟湍流模型对航空发动机离心喷嘴内部流动和液膜破碎过程进行了耦合的CFD模拟,捕获了清晰的气液相界面以及油膜的不稳定波和初级破碎现象.模拟结果表明:供油流量增大时油膜的破碎形态由波浪式破碎和轮缘破碎变成穿孔式破碎,这主要是由于喷嘴结构造成的周向扰动对液膜破碎过程产生了较大影响、使液膜破碎长度缩短的缘故.数值计算的喷雾锥角和油膜破碎长度分别与实验测量值和半经验公式计算值符合良好. 展开更多
关键词 离心喷嘴 喷雾 数值模拟 计算流体力学 耦合模拟 多相流 VOF模型 大涡模拟 液膜破碎
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Y型喷嘴液膜随机破碎模型研究 被引量：3
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作者 宋玉宝 章明川 +3 位作者 尹斌 吴江 周月桂 范卫东 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2003年第2期153-156,共4页
采用Monte Carlo法,综合考虑Y型喷嘴液膜破碎过程中表面扰动波长、液膜厚度及初始雾化液滴速度等分布的随机性,结合混合孔内气、液两相流动及二阶段雾化模型,建立Y型喷嘴雾化液滴粒度分布模型.利用FAM型激光粒度仪对实验喷嘴的雾化特性... 采用Monte Carlo法,综合考虑Y型喷嘴液膜破碎过程中表面扰动波长、液膜厚度及初始雾化液滴速度等分布的随机性,结合混合孔内气、液两相流动及二阶段雾化模型,建立Y型喷嘴雾化液滴粒度分布模型.利用FAM型激光粒度仪对实验喷嘴的雾化特性进行测试,测量结果与模型预测结果吻合较好. 展开更多
关键词 液膜破碎 随机分布 MONTE-CARLO法 液滴粒度分布 雾化模型 Y型喷嘴 蒙特卡罗法
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不等径开放式撞击流雾化特征及二乙二醇/水体系混合研究
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作者 梁鹏飞 陈锦芳 +2 位作者 赵美玲 张国辉 王雅丽 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期360-368,共9页
采用粒子图像测速技术(PIV)对不等径开放式撞击流中质量分数60%的甘油‑水溶液雾化性能进行了研究,探讨韦伯数We(51≤We≤1605)、入射速度u(2.12 m·s^(-1)≤u≤6.37 m·s^(-1))、喷嘴直径(喷嘴1:左侧喷嘴直径(D_(1))=1.5 mm,右... 采用粒子图像测速技术(PIV)对不等径开放式撞击流中质量分数60%的甘油‑水溶液雾化性能进行了研究,探讨韦伯数We(51≤We≤1605)、入射速度u(2.12 m·s^(-1)≤u≤6.37 m·s^(-1))、喷嘴直径(喷嘴1:左侧喷嘴直径(D_(1))=1.5 mm,右侧喷嘴直径(D_(2))=2 mm;喷嘴2:D_(1)=2 mm,D_(2)=3 mm)对液膜破碎特征及液滴行为的影响,并对复合含能材料粘结剂溶剂二乙二醇与水混合过程的液滴分布进行了研究。结果表明:随着We增大,液膜破碎长度先增大,当液膜破碎模式到达无边缘模式后减小,且液膜厚度与液滴直径逐步减小,液滴速度逐步增大;随喷嘴直径增大,液膜破碎模式变化不显著,液膜破碎长度、厚度、液滴直径均增大,液滴速度则逐步减小。同时,拟合得到液膜破碎长度、液膜厚度、液滴索特平均直径D[3,2]与喷嘴直径、韦伯数间的经验关联式,采用二乙二醇与水体系验证后发现,随入射速度增大,二乙二醇与水撞击混合后液滴直径减小,分布变窄,D[3,2]数值在经验关联式±15%误差范围内与理论预测结果一致。 展开更多
关键词 开放式撞击流 不等径 粘结剂溶剂 液膜破碎特征 液滴行为
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