超声速气流中液滴破碎的大涡模拟

发布时间：2017-07-14 19:16

  本文关键词：超声速气流中液滴破碎的大涡模拟

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【摘要】：为了研究超声速气流中的液滴破碎过程,采用基于CLSVOF界面追踪方法的大涡模拟方法。该方法中用可压流和不可压流求解器分别计算超声速气流流场和液体流场,并且在分别计算气相或液相时,另一相作为该相计算时的边界条件参与计算,从而实现可压流求解器和不可压求解的融合。通过去散度化液体速度外推解决界面处大液气密度比所带来的动量误差大的问题。利用该方法对来流Ma=1.358的超声速气流中的水滴破碎进行了数值模拟。模拟结果展示了超声速气流中液滴破碎的几何结构变化细节和基本破碎形态,且与实验吻合较好。数值模拟结果揭示了Rayleigh-Taylor不稳定和气动剪切力对液滴破碎的作用过程。破碎过程中,液滴在垂直来流方向上的最大无量纲宽度(Dmax/D0)约为4.5,无量纲破碎时间(tbU∞/D0)约为29.85。
【作者单位】： 国防科学技术大学高超声速冲压发动机技术重点实验室;中国人民解放军92853部队;
【关键词】： CLSVOF 超声速流动 液滴破碎 数值模拟
【分类号】：V231
【正文快照】： 1引言液滴破碎是发动机燃料雾化的基础,而发动机内燃料雾化的结果直接影响燃料的效率。尤其是对超声速气流中液滴破碎的研究是现代航空航天发动机技术发展的关键。超声速气流中液滴破碎的研究主要是采用实验和数值模拟两个方法。在实验方面,Joseph[1]在超声速条件下对不同粘性

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本文编号：542325