基于大涡模拟的圆环旋转粘性液体射流表面波结构及气液相互作用的研究
发布时间：2021-11-12 05:57
在内燃机热力循环中,燃烧过程是最为重要的过程之一,而燃烧过程的关键就在于燃油射流的破碎雾化过程。目前,压力旋流喷嘴已经广泛的应用于缸内直喷发动机中,因此对于压力旋流喷嘴所产生的圆环旋转粘性液体射流的研究十分重要。论文以圆环旋转粘性液体射流为研究对象,开展了对其形态变化和破碎过程的研究;分析了圆环旋转粘性液体射流的表面波结构并对其影响因素进行了研究;对圆环旋转粘性液体射流的气液相互作用进行了研究。研究工作对于圆环旋转粘性液体射流认识的深化和完善具有重要意义,研究成果可以为燃油射流更充分的破碎雾化提供理论依据。本文首先以大涡模拟方法为基础,选取了适当的亚网格模型,使用CLSVOF方法对气液相界面进行追踪重构,建立了圆环旋转粘性液体射流的仿真模型,将数值模拟结果与文献中实验的结果进行对比,验证了模型的准确性。对圆环旋转粘性液体射流的发展过程进行了数值模拟。定义了圆环旋转粘性液体射流的特征参数,分析了圆环旋转粘性液体射流从启喷阶段到充分发展阶段形态的演变过程;对圆环旋转粘性液体射流的一次破碎过程及二次破碎过程进行了研究,给出了液膜破碎以及液丝破碎的规律和机理;给出了喷射参数及物性参数对圆环旋转...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１－２燃烧室中温度场的瞬态分布??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｆｉｅｌｄ?ｉｎ?ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ?ｃｈａｍｂｅｒ??
发现雾化模型中的假设发生微小改变时，对于液滴蒸发速率具有重大影响。在模拟??计算中，需要设置液体的热力学特性并且选用适合的液滴雾化模型，这直接影响燃??烧区域的平均气体温度以及排放等级。燃烧室中瞬时的温度分布如图１－２所示。??Ｗｊｌｄ．??Ｔｃｍｐｃｒａｌｕｒｃ?［Ｋ］??ｉ—＂■ｉｐ－ｆｃ?ｖ?，??３００?７７５?１２５０?１７２５?２２００??图１－２燃烧室中温度场的瞬态分布??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｆｉｅｌｄ?ｉｎ?ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ?ｃｈａｍｂｅｒ??３??
北京交通大学硕士学位论文了较低Ｗｅｂｅｒ数下圆柱液体射流的破碎过程。在实验研究中，他们孔直径的喷嘴，喷嘴直径分别是〇．３ｍｍ和０．５ｍｍ。他们用水作为液相，为１．７？７，通过实验测量了射流雾化后形成的液滴尺寸及速度，并对行了观测。他们所观测到的圆柱射流表面波结构的形态如图１－４所示面波结构以及分裂液滴的粒径分布，可以提出更加准确的一次破碎：等＇＇?’?＿瞻??
【参考文献】：
期刊论文
[1]幂律流体旋流射流的喷雾特性实验[J]. 杜青,陈世兴,郭瑾朋,杨子明,张晋铭. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(09)
[2]基于三维PDPA的旋流式GDI喷油器喷雾特性[J]. 郭恒杰,李雁飞,徐宏明,王建昕. 内燃机学报. 2015(04)
[3]横向气流中液体圆柱射流的破碎特性和表面波现象[J]. 王雄辉,黄勇,王方,王少林,刘志林. 航空动力学报. 2012(09)
[4]横向气流中的液体圆形射流破碎实验[J]. 朱英,黄勇,王方,王雄辉. 航空动力学报. 2010(10)
[5]INSTABILITY OF GAS/LIQUID COAXIAL JET[J]. LIU Kun, SUN De-jun, YIN Xie-yuan Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026,China,. Journal of Hydrodynamics. 2007(05)
[6]水垫式旋转磨料射流喷嘴内流动特性的数值分析[J]. 胡鹤鸣,李玲,陈永灿,刘昭伟. 水力发电学报. 2006(06)
[7]一种旋流式喷嘴的实验和数值研究[J]. 王国辉,蔡体敏,何国强,胡春波. 推进技术. 2003(01)
[8]离心式喷嘴内流场特性的数值模拟[J]. 周立新,张会强,雷凡培,黄崇锡,陈建华. 推进技术. 2002(06)
[9]多股射流横向喷入有约束管流过程的模拟(英文)[J]. 杨涛,Adler W,Specht E. 推进技术. 2002(02)
[10]受激液体燃料射流表面波规律初探[J]. 杜青,刘宁,杨延相,林玉静,郗大光,史绍熙. 内燃机学报. 2001(06)
博士论文
[1]圆环旋转粘性液体射流稳定性及破碎研究[D]. 阎凯.北京交通大学 2014
硕士论文
[1]旋流式喷嘴横向流中雾化场实验及数值分析[D]. 周奎.上海交通大学 2010
[2]轴流风速下压力旋流喷嘴外流场特性研究[D]. 张海平.中国石油大学 2009
[3]CFD在旋流喷嘴设计中的应用研究[D]. 徐刚.上海交通大学 2008
本文编号：3490310
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１－２燃烧室中温度场的瞬态分布??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｆｉｅｌｄ?ｉｎ?ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ?ｃｈａｍｂｅｒ??
发现雾化模型中的假设发生微小改变时，对于液滴蒸发速率具有重大影响。在模拟??计算中，需要设置液体的热力学特性并且选用适合的液滴雾化模型，这直接影响燃??烧区域的平均气体温度以及排放等级。燃烧室中瞬时的温度分布如图１－２所示。??Ｗｊｌｄ．??Ｔｃｍｐｃｒａｌｕｒｃ?［Ｋ］??ｉ—＂■ｉｐ－ｆｃ?ｖ?，??３００?７７５?１２５０?１７２５?２２００??图１－２燃烧室中温度场的瞬态分布??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｆｉｅｌｄ?ｉｎ?ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ?ｃｈａｍｂｅｒ??３??
北京交通大学硕士学位论文了较低Ｗｅｂｅｒ数下圆柱液体射流的破碎过程。在实验研究中，他们孔直径的喷嘴，喷嘴直径分别是〇．３ｍｍ和０．５ｍｍ。他们用水作为液相，为１．７？７，通过实验测量了射流雾化后形成的液滴尺寸及速度，并对行了观测。他们所观测到的圆柱射流表面波结构的形态如图１－４所示面波结构以及分裂液滴的粒径分布，可以提出更加准确的一次破碎：等＇＇?’?＿瞻??
【参考文献】：
期刊论文
[1]幂律流体旋流射流的喷雾特性实验[J]. 杜青,陈世兴,郭瑾朋,杨子明,张晋铭. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(09)
[2]基于三维PDPA的旋流式GDI喷油器喷雾特性[J]. 郭恒杰,李雁飞,徐宏明,王建昕. 内燃机学报. 2015(04)
[3]横向气流中液体圆柱射流的破碎特性和表面波现象[J]. 王雄辉,黄勇,王方,王少林,刘志林. 航空动力学报. 2012(09)
[4]横向气流中的液体圆形射流破碎实验[J]. 朱英,黄勇,王方,王雄辉. 航空动力学报. 2010(10)
[5]INSTABILITY OF GAS/LIQUID COAXIAL JET[J]. LIU Kun, SUN De-jun, YIN Xie-yuan Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026,China,. Journal of Hydrodynamics. 2007(05)
[6]水垫式旋转磨料射流喷嘴内流动特性的数值分析[J]. 胡鹤鸣,李玲,陈永灿,刘昭伟. 水力发电学报. 2006(06)
[7]一种旋流式喷嘴的实验和数值研究[J]. 王国辉,蔡体敏,何国强,胡春波. 推进技术. 2003(01)
[8]离心式喷嘴内流场特性的数值模拟[J]. 周立新,张会强,雷凡培,黄崇锡,陈建华. 推进技术. 2002(06)
[9]多股射流横向喷入有约束管流过程的模拟(英文)[J]. 杨涛,Adler W,Specht E. 推进技术. 2002(02)
[10]受激液体燃料射流表面波规律初探[J]. 杜青,刘宁,杨延相,林玉静,郗大光,史绍熙. 内燃机学报. 2001(06)
博士论文
[1]圆环旋转粘性液体射流稳定性及破碎研究[D]. 阎凯.北京交通大学 2014
硕士论文
[1]旋流式喷嘴横向流中雾化场实验及数值分析[D]. 周奎.上海交通大学 2010
[2]轴流风速下压力旋流喷嘴外流场特性研究[D]. 张海平.中国石油大学 2009
[3]CFD在旋流喷嘴设计中的应用研究[D]. 徐刚.上海交通大学 2008
本文编号：3490310
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