直流互击式喷注单元雾化特性准直接数值模拟

发布时间：2017-12-06 18:32

本文关键词：直流互击式喷注单元雾化特性准直接数值模拟

【摘要】：为实现直流互击式喷注单元雾化过程的数值求解并探究结构及工作参数对雾化特性的影响规律,基于一种树形自适应加密算法与流体容积(Volume-of-Fluid,VOF)方法实现了雾化过程的准直接数值模拟。计算得到了两股射流由喷射到撞击形成液膜,液膜进一步破碎形成液丝、液滴的全过程,获得了液膜的破碎长度、液滴的Sauter平均直径、雾化频率等雾化特性参数。通过将典型算例的计算结果与试验数据进行对比验证了计算的有效性,给出了数值求解精度。探讨了撞击波的形成机理,分析了雾场液滴的尺寸分布规律,撞击夹角、孔径比、射流速度、动量比对雾化特性的影响规律。结果表明:所采用的算法可以实现多相、多尺度雾化过程的数值求解;撞击波的形成是由于两股射流撞击时惯性力的不完全对称导致的;雾场液滴的尺寸分布近似服从Rosin-Rammler分布;撞击夹角的增大与射流速度的提高导致液膜的破碎长度减小,液滴的平均粒径减小,撞击夹角增大雾化频率呈减小的趋势,射流速度提高雾化频率呈增大的趋势;动量比为1而孔径比不为1时会形成凹形液膜,雾场存在一定程度的偏斜;动量比主要影响雾场的偏斜程度。
【作者单位】：液体火箭发动机技术重点实验室;
【基金】：国家重大基础研究项目(613193)
【分类号】：V434
【正文快照】： 1引言直流互击式喷注单元是使用可贮存推进剂的液体火箭发动机优选的喷注器结构[1],其工作原理是利用燃料与氧化剂的相互撞击完成雾化混合过程。推进剂的雾化过程会影响后续的蒸发、燃烧过程,继而影响发动机的燃烧效率与燃烧稳定性。针对直流互击式喷注单元的雾化机理与雾化特

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