平面液膜R-T表面波在复合气流中的碎裂
发布时间：2023-03-04 10:16
本文建立了粘性平面液膜喷射进入可压缩复合气流中的物理模型,对平面液膜瑞利-泰勒波(R-T波)在复合气流中的碎裂进行了线性稳定性分析。首先通过连续性方程、动量守恒方程、运动学边界条件、附加边界条件和动力学边界条件推导得到量纲一的色散准则关系式(dispersionrelation),并与已有的瑞利波(R波)推导结果进行对比,证明了 R-T波推导过程的正确性。其次使用Fortran语言编写程序,对色散准则关系式进行数值计算,得到表面波增长率ωr和表面波数(?)之间的关系。根据推导所得的色散准则关系式可知,R波是主波,T波是次波,R波在液膜的碎裂过程中起主导作用。当T波不存在时,R波依然存在;但当R波不存在时,T波也就不复存在。Fortran程序计算结果表明:(1)对于R波,表面波增长率(?)随波数(?)的增大先增大后减小,随着位移的延伸,射流的振幅不断增大,波长逐渐减小,直至支配波数和支配表面波增长率点。对于T波,表面波增长率ωr随波数ky的增大而减小,直至为零。中间位置的波长最大,振幅也最大,随着位移向两边的延伸,波长和振幅均不断减小,到了平面液膜的边缘位置,表面波的波长最短,振幅也不再...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 喷雾的研究方法
1.3 喷雾的理论研究
1.4 平面液膜射流碎裂的理论研究现状
1.5 本文研究目的
1.6 本文主要工作
第二章 平面液膜R-T表面波物理模型的建立
2.1 物理模型的建立
2.2 推导条件
2.3 量纲一参数
第三章 液相推导
3.1 液相控制方程组的一般形式
3.2 液相控制方程组的量纲一化
3.3 液相控制方程组的线性化
3.4 液相微分方程的建立
3.5 液相微分方程的通解
3.5.1 扰动压力的通解
3.5.2 扰动速度的通解
3.5.3 液相微分方程通解的验证
3.6 液相流动边界条件
3.6.1 液相流动运动学边界条件
3.6.2 液相流动附加边界条件
3.7 反对称波形液相流动微分方程的特解
3.7.1 反对称波形扰动速度的特解
3.7.2 反对称波形扰动压力的特解
3.8 正对称波形液相流动微分方程的特解
3.8.1 正对称波形扰动速度的特解
3.8.2 正对称波形扰动压力的特解
3.9 验证
3.9.1 矢量分析与场论的方法与流函数的方法的对比
3.9.2 R-T波与R波的对比
3.10 本章小结
第四章 气相推导
4.1 气相控制方程组的一般形式
4.2 气流粘性项的简化
4.3 气相控制方程组的线性化
4.4 气相控制方程组的量纲一化
4.5 气相微分方程的建立
4.6 上气液交界面气相微分方程的解
4.6.1 扰动压力的通解
4.6.2 扰动速度的通解
4.6.3 上气液交界面运动学边界条件
4.6.4 上气液交界面附加边界条件
4.6.5 扰动速度的特解
4.6.6 扰动压力的特解
4.6.7 上气液交界面R-T波与R波的对比
4.7 下气液交界面气相微分方程的解
4.7.1 扰动压力的通解
4.7.2 扰动速度的通解
4.7.3 下气液交界面运动学边界条件
4.7.4 下气液交界面附加边界条件
4.7.5 反对称波形下气液交界面微分方程的特解
4.7.6 下气液交界面反对称波形R-T波与R波的对比
4.7.7 正对称波形下气液交界面微分方程的特解
4.7.8 下气液交界面正对称波形R-T波与R波的对比
4.8 本章小结
第五章 色散准则关系式
5.1 流动动力学边界条件
5.2 反对称波形色散关系式
5.3 正对称波形色散关系式
5.4 验证
5.5 稳定极限
5.6 本章小结
第六章 线性稳定性分析
6.1 液流韦伯数和雷诺数的共同影响
6.2 气液流速比的影响
6.3 气流马赫数的影响
6.4 液流欧拉数的影响
6.5 本章小结
结论与展望
全文工作总结
未来展望
参考文献
附录 双曲函数
攻读学位期间发表的论文
致谢
本文编号：3754099
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 喷雾的研究方法
1.3 喷雾的理论研究
1.4 平面液膜射流碎裂的理论研究现状
1.5 本文研究目的
1.6 本文主要工作
第二章 平面液膜R-T表面波物理模型的建立
2.1 物理模型的建立
2.2 推导条件
2.3 量纲一参数
第三章 液相推导
3.1 液相控制方程组的一般形式
3.2 液相控制方程组的量纲一化
3.3 液相控制方程组的线性化
3.4 液相微分方程的建立
3.5 液相微分方程的通解
3.5.1 扰动压力的通解
3.5.2 扰动速度的通解
3.5.3 液相微分方程通解的验证
3.6 液相流动边界条件
3.6.1 液相流动运动学边界条件
3.6.2 液相流动附加边界条件
3.7 反对称波形液相流动微分方程的特解
3.7.1 反对称波形扰动速度的特解
3.7.2 反对称波形扰动压力的特解
3.8 正对称波形液相流动微分方程的特解
3.8.1 正对称波形扰动速度的特解
3.8.2 正对称波形扰动压力的特解
3.9 验证
3.9.1 矢量分析与场论的方法与流函数的方法的对比
3.9.2 R-T波与R波的对比
3.10 本章小结
第四章 气相推导
4.1 气相控制方程组的一般形式
4.2 气流粘性项的简化
4.3 气相控制方程组的线性化
4.4 气相控制方程组的量纲一化
4.5 气相微分方程的建立
4.6 上气液交界面气相微分方程的解
4.6.1 扰动压力的通解
4.6.2 扰动速度的通解
4.6.3 上气液交界面运动学边界条件
4.6.4 上气液交界面附加边界条件
4.6.5 扰动速度的特解
4.6.6 扰动压力的特解
4.6.7 上气液交界面R-T波与R波的对比
4.7 下气液交界面气相微分方程的解
4.7.1 扰动压力的通解
4.7.2 扰动速度的通解
4.7.3 下气液交界面运动学边界条件
4.7.4 下气液交界面附加边界条件
4.7.5 反对称波形下气液交界面微分方程的特解
4.7.6 下气液交界面反对称波形R-T波与R波的对比
4.7.7 正对称波形下气液交界面微分方程的特解
4.7.8 下气液交界面正对称波形R-T波与R波的对比
4.8 本章小结
第五章 色散准则关系式
5.1 流动动力学边界条件
5.2 反对称波形色散关系式
5.3 正对称波形色散关系式
5.4 验证
5.5 稳定极限
5.6 本章小结
第六章 线性稳定性分析
6.1 液流韦伯数和雷诺数的共同影响
6.2 气液流速比的影响
6.3 气流马赫数的影响
6.4 液流欧拉数的影响
6.5 本章小结
结论与展望
全文工作总结
未来展望
参考文献
附录 双曲函数
攻读学位期间发表的论文
致谢
本文编号：3754099
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