射流近场区域特征的三维直接数值模拟

发布时间：2020-12-16 02:54

　　燃油雾化状况直接影响到其燃烧品质及排放水平,从而对动力机械的性能输出具有至关重要的作用。然而对于喷雾破碎过程的影响因素的研究,特别是近场区域尚不透彻。燃油喷雾常发生在高温高压条件下,具有高雷诺数、高韦伯数等特点。因此喷雾过程中的初次破碎及二次破碎受到湍流作用的直接影响。因此本文重点研究了在湍流作用下的牛顿流体以及幂率流体的射流演化过程。研究通过模拟单相的三维圆管湍流来表征喷嘴内湍流的生成过程。当此湍流充分发展时,经过空间和时间的平均,将平均特性与现有文献做对比验证。此后,将单相湍流的每一个时间步下的出口速度存入一个湍流数据库。通过映射,在保持时间步长一致的条件下,使得该湍流数据库作为两相射流的入口速度边界。同理,二次破碎的湍流边界也可由单相方管湍流流动生成。射流过程是一种常见的两相问题。研究使用DNS(直接数值模拟)结合VOF方法追踪气液两相界面。由于其成熟性,对研究射流过程中变形及破碎问题具有可靠性。研究发现随着射流进程,液柱表面开始波动形成凸起,在湍流及气液相互作用下,进而拉伸剪切成各种液丝。液丝又进一步破碎成各种形状的液团和液滴。与此同时,液丝在变形过程中,经过剪切、拉伸、扭曲后... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

射流破碎形貌图

第二章 单相管道湍流的三维直接数值模S 研究集中在对其单相性质的研究，关于为两相流动入口边界的研究较少。展的单相圆管湍流，考虑到计算域对计算单相直圆管[42]，其中 D 为圆管的直径。较，但即使采用周期性边界条件也会对计算算域影响独立性的验证，得到 的模会降低网格的使用量，较符合周期性边界图所示：

梯度 dP /dx来维持湍流的脉动，该压力梯度值为：214dPu Ddx 力梯度的大小由预先设定的湍流雷诺数的值的值确定后，如Re 180 ，使用公式（3）便可研究使用该平均的压力梯度来得到稳定的湍流始湍流场比速度较低值的初始场更容易发展到过较长的时间才能发展稳定，初始时采用较密担，这显然是不利的。研究首先采用网格较疏度场稳定的速度大大加快。等采用疏网格获得充湍流场映射到精密网格算例中，从而对于精密大缩短，进而减小了计算量，提升了计算效率


本文编号：2919394