基于OpenFOAM的VOF-DDM模型对雾化现象的研究

发布时间：2020-12-05 09:43

　　以液体燃料为动力装置的设备在航空航天领域中有着广泛的应用,如超燃冲压发动机、航空发动机燃烧室、液体火箭发动机等。液体为燃料的航空航天发动机以其独特的优势,无论在民用还是军事国防领域都有着重要的地位。而液体燃料的雾化则成为发动机中非常重要的环节,液体燃料雾化效果的好坏不仅直接影响动力装置的性能,也会影响到发动装置的可靠性。因此对雾化的研究是十分必要的。首先,本文回顾并归纳了国内外学者对雾化现象的数值模拟方法,由于雾化是一个跨尺度的物理过程,传统的数值模拟方法通常采用VOF（Volume-Of-Fluid）法和DDM（The Discrete Droplet Model）法对不同尺度的雾化现象分别进行模拟。由于两种不同的算法存在各自的优缺点,近年来,采用耦合模型对雾化的数值模拟方法正逐渐被广大学者所开发。本文基于OpenFoam开源软件平台,以VOF方法和DDM方法为理论依据,开发了适用于多尺度雾化的VOF-DDM模型求解器,并详细介绍了该模型的耦合算法,分析了该模型中的关键参数及其选取。对比了两种传统模型与VOF-DDM模型在雾化方面的数值模拟效果,从计算结果来看,VOF-DDM模型兼备... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

超燃冲压火箭发动机内部示意图

图 1.1 超燃冲压火箭发动机内部示意图发动机一般由推力室、推进剂供应系统、发动机控制系统组成箭发动机为例，推进剂和燃料分别从储箱中被挤出，经由推进进剂通过推力室头部喷注器混合雾化，形成细小液滴，被燃剧烈燃烧，在燃烧室中变成高温高压燃气。燃气经过喷管被加，产生作用在发动机上的推力，推动火箭前进。

并且随着世界经济的飞速发展，人们对液态燃料消费燃烧装置有着持续的需求，在这种情况下，对雾化的研液体燃料雾化问题的研究主要集中在对燃料雾化机理的行实验和燃料雾化的数值模拟等方面。由于在对航空航多的局限性，比如实验设备昂贵、实验结果采集较为困 为平台，数值模拟的方法对液体燃料雾化现象进行分析化以液体体积大小为标准主要可分为液柱区、液团区和在燃料喷射之后，燃料的液柱由于受到空气动力的相互非常细小的液滴，从而增加燃料与空气之间的接触面积过程。根据湍流和空气动力对雾化的作用，可以将雾化

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2899255