液体横向射流在气膜作用下的破碎过程 被引量：26

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作者 张彬 成鹏 +2 位作者 李清廉 陈慧源 李晨阳 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期224-235,共12页

为了研究液体横向射流在气膜作用下的破碎过程,采用背景光成像技术及VOF TO DPM方法进行了实验研究和仿真研究,模拟介质为水和空气.研究结果表明,液体射流在气膜作用下主要存在两种破碎过程:柱状破碎和表面破碎.Rayleigh-Taylor(R-T)不... 为了研究液体横向射流在气膜作用下的破碎过程,采用背景光成像技术及VOF TO DPM方法进行了实验研究和仿真研究,模拟介质为水和空气.研究结果表明,液体射流在气膜作用下主要存在两种破碎过程:柱状破碎和表面破碎.Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定性产生的表面波是液体射流发生柱状破碎的主要原因,气流穿透表面波的波谷导致射流柱破碎,破碎后的液丝沿流向逐渐发展呈带状分布.Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性产生的表面波是液体射流发生表面破碎的主要原因,液丝和液滴从射流表面剥离.局部动量比对液体横向射流的破碎过程具有重要影响,当局部动量比较低时,液体射流的破碎由K-H不稳定性主导;随着局部动量比的增大液体射流的破碎逐渐由R-T不稳定性主导.液体射流的破碎长度及穿透深度均随局部动量比的增大而增大. 展开更多

关键词 液体射流 破碎过程 表面波 气膜

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基于树形自适应网格的旋流液膜雾化过程仿真 被引量：10

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作者 杨国华 王凯 +1 位作者 张民庆 周立新 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期556-564,共9页

为实现旋流液膜雾化过程的数值精确求解,基于Gerris采用的自适应网格技术和VOF方法,建立了一种模拟旋流液膜雾化过程的数值方法,分析了雾化破碎过程及三维雾场特征。研究结果表明:Gerris能够逼真地展示旋流液膜破碎成液丝、液丝进一步... 为实现旋流液膜雾化过程的数值精确求解,基于Gerris采用的自适应网格技术和VOF方法,建立了一种模拟旋流液膜雾化过程的数值方法,分析了雾化破碎过程及三维雾场特征。研究结果表明:Gerris能够逼真地展示旋流液膜破碎成液丝、液丝进一步破碎成液滴全过程的细节特征,雾化破碎过程图像与实验拍摄的基本吻合;通过统计分析计算的带旋转速度的直射流雾化过程全场液滴粒径空间分布,与文献中实验测量值也吻合较好,分布曲线峰值对应的液滴直径的差值为1.8μm,相对误差为13.8%,表明建立的计算方法具有较高的准确性。另外,通过对旋流液膜破碎过程的精细仿真,对其有了更清楚的认识,液膜雾化过程中存在二次雾化现象,液丝在运动过程中受到气体力和表面张力的作用,开始断裂形成大液滴或液团,随着进一步运动收缩破碎成小液滴,液滴形状渐渐由不规则的柱形变成类球形。带旋转速度的直射流和空心旋流式锥形液膜的液滴空间分布存在不同,前者液滴在锥形区域内都有分布,而后者液滴只分布在锥形液膜两侧的环形区域。 展开更多

关键词 旋流液膜 雾化破碎过程 自适应网格加密技术 Gerris

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粘性和空气助力作用对液体碎裂过程的影响 被引量：3

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作者 曹建明 卢林春 +1 位作者 李跟宝 苏海东 《中国西部科技》 2011年第31期1-3,共3页

进行了静止空气环境和空气助力环境下水膜和汽油油膜射流碎裂过程试验。结果表明,对于瑞利模式液体射流,喷射压力对液体碎裂过程几乎没有直接影响,射流流速是液体碎裂过程的首要影响因素。当射流流速较低时,液体粘性和空气助力作用对液... 进行了静止空气环境和空气助力环境下水膜和汽油油膜射流碎裂过程试验。结果表明,对于瑞利模式液体射流,喷射压力对液体碎裂过程几乎没有直接影响,射流流速是液体碎裂过程的首要影响因素。当射流流速较低时,液体粘性和空气助力作用对液体碎裂过程的影响大体相当,液体粘度的减小和空气助力作用均能够显著缩短射流的碎裂长度,改善一级雾化的效果;当射流流速较高时,液体粘性对液体碎裂过程的影响将大于空气助力作用的影响,随着流速的提高,空气助力对液体碎裂的促进作用将大为减弱。 展开更多

关键词 汽车工程 液体碎裂过程 粘性 空气助力

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射流碎裂过程的不稳定性理论研究 被引量：2

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作者 曹建明 彭畅 《新能源进展》 2021年第1期55-61,共7页

喷雾的应用领域非常广泛,在汽车、航空航天、军事装备等动力装置的燃烧室中,液体雾化能够明显增大液体与气体接触的表面积,使随之发生的燃烧、传质传热过程大为加强。因此,雾化机理的研究对于实际喷雾和燃烧系统的设计和改进是十分重要... 喷雾的应用领域非常广泛,在汽车、航空航天、军事装备等动力装置的燃烧室中,液体雾化能够明显增大液体与气体接触的表面积,使随之发生的燃烧、传质传热过程大为加强。因此,雾化机理的研究对于实际喷雾和燃烧系统的设计和改进是十分重要的。喷射射流的一级碎裂是当今国际流体与燃烧学界研究的热点和难点,对其进行不稳定性研究异常繁复,每进展一步都是难能可贵的,至今尚未完善。本文将系统研究液体喷射的多级表面波、气液交界面的瑞利波和泰勒波、表面波的时间、空间和时空模式、扰动的维数、线性和非线性不稳定性理论等喷雾理论中的深层次问题。 展开更多

关键词 射流碎裂过程 多级表面波 瑞利波和泰勒波 时间、空间和时空模式 扰动的维数 线性和非线性不稳定性理论

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连续液相碎化过程数值模拟研究 被引量：3

5

作者 兰治科 李勇 +1 位作者 苏光辉 昝元锋 《当代化工研究》 2021年第10期4-6,共3页

针对目前雾化研究尚未有能够模拟从入口连续相到雾化场全过程的数值模拟方法的现状,提出了一种全流场的液相雾化破碎数值模拟方法。该方法基于最大不稳定波增长率破碎理论,在喷雾头出口位置构建液膜初级破碎模型-PBM,链接VOF和DPM模型,... 针对目前雾化研究尚未有能够模拟从入口连续相到雾化场全过程的数值模拟方法的现状,提出了一种全流场的液相雾化破碎数值模拟方法。该方法基于最大不稳定波增长率破碎理论,在喷雾头出口位置构建液膜初级破碎模型-PBM,链接VOF和DPM模型,从而形成全流场的数值模拟方法。本文使用VOF+PBM+DPM模型,基于FLUENT求解器,对一种旋流式大型喷雾头进行了数值模拟。全流场模型计算得到的喷雾场流量密度分布与实验结果进行比较,两者符合较好,表明了该模型计算雾化全过程的有效性。 展开更多

关键词 连续液相 碎化过程 数值模拟 初级破碎模型

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环状粘性液体层喷雾的形成与特点

6

作者 曹建明 《西安公路交通大学学报》 CSCD 北大核心 1997年第1期54-59,共6页

论述了应用线性稳定性理论对环状粘性液体层喷雾过程进行的理论预测及采用闪光摄影技术的实验研究。

关键词 环状粘性液体层 线性稳定性 破裂过程 喷雾

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基于Gerris的离心式喷嘴锥形液膜破碎过程数值模拟 被引量：18

7

作者 王凯 杨国华 +2 位作者 李鹏飞 张民庆 周立新 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1041-1050,共10页

为了实现离心式喷嘴锥形液膜破碎过程的精细可视化和雾化特性的准确计算,基于自适应网格加密技术和VOF方法,建立了一种数值方法,可以捕捉到包含一次雾化和二次雾化的喷雾场结构特征,获得了全场液滴的空间分布和粒径分布,液滴捕捉效果逼... 为了实现离心式喷嘴锥形液膜破碎过程的精细可视化和雾化特性的准确计算,基于自适应网格加密技术和VOF方法,建立了一种数值方法,可以捕捉到包含一次雾化和二次雾化的喷雾场结构特征,获得了全场液滴的空间分布和粒径分布,液滴捕捉效果逼真。针对给定结构尺寸的敞口型离心式喷嘴,计算了在不同流量和不同切向孔直径下的液膜锥角、液滴平均粒径SMD的变化,并与高速摄影拍摄的锥形液膜破碎过程图像和PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)测量的液滴SMD对比。结果表明,数值模拟与实验所获得的喷雾场吻合,获得的液膜锥角和液滴平均粒径最大相对误差分别为4.18%和11.82%,结果吻合较好,验证了数值方法的准确性,为离心式喷嘴的精细研究和设计应用提供一种新手段。研究表明,切向孔直径对液膜锥角和液滴平均粒径的影响较显著,在设计加工时,是一个比较重要的结构参数。 展开更多

关键词 离心式喷嘴 锥形液膜 破碎过程 雾化特性

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基于移动粒子半隐式方法的旋流液膜破碎过程模拟 被引量：1

8

作者 勾文进 陈明慧 +1 位作者 张帅 郑耀 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1529-1535,共7页

为实现旋流初始雾化中液膜破碎过程的直接数值模拟,基于GPU(Graphics processing unit)加速和移动粒子半隐式方法(Moving particle semi-implicit method,MPS),开发了离心式喷嘴液膜破碎过程的并行加速数值模拟方法与程序,模拟了喷雾场... 为实现旋流初始雾化中液膜破碎过程的直接数值模拟,基于GPU(Graphics processing unit)加速和移动粒子半隐式方法(Moving particle semi-implicit method,MPS),开发了离心式喷嘴液膜破碎过程的并行加速数值模拟方法与程序,模拟了喷雾场三维形态特征和初始雾化破碎过程。模拟结果成功捕捉到了液膜形成、液膜破碎成液丝继而破碎成液滴的瞬态过程。模拟得到的雾化破碎过程与实验拍摄结果基本吻合。模拟了不同射流速度下的旋流液膜破碎过程,模拟得到的液膜初始破碎长度与经验公式计算结果趋势一致,二者吻合较好,最大误差为24.2%,模拟得到的液膜半锥角与实验值较为吻合,误差为10.6%。表明开发的模拟方法与程序的准确性,为后续离心式喷嘴的液膜雾化过程及雾化特性研究打下基础。 展开更多

关键词 锥形液膜 初始雾化 移动粒子半隐式法 破碎过程 离心式喷嘴

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射流过程中主液滴和伴随液滴的形成与消除研究

9

作者 赵若霖 吴晋湘 +4 位作者 段润泽 刘联胜 田亮 姚子玉 段红宾 《河北工业大学学报》 CAS 2021年第2期49-54,共6页

射流过程中常有伴随液滴的产生,伴随液滴不仅浪费资源,而且对生产系统及环境都会造成一定的危害,尤其是制药系统,所以有必要对射流过程中伴随液滴的形成过程及消除方式进行研究。本文利用高速摄像对射流破碎过程中主液滴和伴随液滴的运... 射流过程中常有伴随液滴的产生,伴随液滴不仅浪费资源,而且对生产系统及环境都会造成一定的危害,尤其是制药系统,所以有必要对射流过程中伴随液滴的形成过程及消除方式进行研究。本文利用高速摄像对射流破碎过程中主液滴和伴随液滴的运动进行研究,针对纵向扰动对射流过程中伴随液滴的影响进行实验研究。研究发现了滴针孔径、甘油质量分数和液面高度对主液滴大小和伴随液滴产生周期的影响,还研究了纵向扰动对射流过程中伴随液滴与主液滴融合的影响,最终发现了在4种伴随液滴的运动情况。 展开更多

关键词 射流过程 射流破碎 主液滴 伴随液滴 纵向扰动

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气液针栓喷注器液束撞击气膜破碎过程研究 被引量：1

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作者 张波涛 杨宝娥 +1 位作者 杨岸龙 李平 《火箭推进》 CAS 2022年第5期18-28,共11页

为了全面认识气液针栓喷注器破碎过程,采用网格自适应加密技术、CLSVOF(coupled level-set and volume-of-fluid method)方法和SBES(stress-blended eddy simulation)湍流方法对气液针栓喷注器液束撞击气膜破碎过程进行数值仿真,获得了... 为了全面认识气液针栓喷注器破碎过程,采用网格自适应加密技术、CLSVOF(coupled level-set and volume-of-fluid method)方法和SBES(stress-blended eddy simulation)湍流方法对气液针栓喷注器液束撞击气膜破碎过程进行数值仿真,获得了液束破碎过程的细节特征,并通过高速摄影试验结果验证了数值方法的准确性。以此为基础分析了液束撞击气膜的雾化模式、变形过程、流动特性和雾化角。结果表明:雾化模式根据局部动量比可分为振荡破碎、剪切破碎和液束主导的波动破碎;液束与气膜撞击后迎风面会向两侧运动,横截面先发展为“T”形,随后被展向拉伸为薄膜。液束前缘变形引起气流在液束两侧形成一系列涡结构,使得气液相互作用增强;雾化角主要受局部动量比影响,工况参数通过影响动量比而间接影响雾化角;认为选取中等局部动量比下的剪切雾化模式可以在获得较大雾化角的同时具有液滴粒径均匀且液滴空间分布均匀的特性。 展开更多

关键词 气液针栓喷注器 液束撞击气膜 破碎过程 雾化角 雾化模式

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液体爆炸分散过程中界面破碎的实验研究 被引量：13

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作者 李磊 崔箭 +4 位作者 董玉才 徐胜利 任业军 任晓冰 刘庚冉 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1693-1700,共8页

设计了一种有上下平面约束的液体爆炸分散装置,通过阴影照相获得气液界面破碎形态变化的时间序列,并应用平面激光诱导荧光(PLIF)得到了径向膨胀液体环内诱导的荧光照片.采用二维图像处理、分形几何和数值模拟相结合的方法,较系统地分析... 设计了一种有上下平面约束的液体爆炸分散装置,通过阴影照相获得气液界面破碎形态变化的时间序列,并应用平面激光诱导荧光(PLIF)得到了径向膨胀液体环内诱导的荧光照片.采用二维图像处理、分形几何和数值模拟相结合的方法,较系统地分析了实验结果.最后,讨论了液体环及其气液界面运动数学模型建立中的问题. 展开更多

关键词 液体爆炸分散 冲击波 反射稀疏波 界面破碎 图像处理 分形维数

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