结冰风洞中过冷大水滴云雾演化特性数值研究

发布时间：2023-03-18 23:11

　　为明晰结冰风洞中过冷大水滴云雾演化特性，发展了基于欧拉法的过冷大水滴运动、传热和传质耦合计算方法，针对3m×2m结冰风洞主试验段水平收缩构型，分析了过冷大水滴云雾沉降收缩特性、动量平衡特性和热平衡特性，探索了液滴变形破碎的影响，评估了构型出口处过冷大水滴液滴动量平衡和热平衡状态。研究结果表明：直径超过250μm的过冷大水滴在构型内会发生显著形变，液滴尺寸越大则变形程度越强，尤其在160 m/s工况下，当液滴直径超过750μm后，液滴甚至会发生破碎；液滴变形破碎效应会增大液滴加速度和液滴温度下降率，促使液滴趋近动量平衡和热平衡状态；过冷大水滴云雾（最大液滴直径小于1000μm）在构型出口处会出现显著的粒径浓度分层、动量分层和热分层现象，其中直径小于100μm的小尺寸液滴速度快、温度低且不断凝结，趋于平衡态，但直径超过500μm的大尺寸过冷大水滴液滴速度慢、温度高且不断蒸发，则显著偏离平衡态；增大试验段气流速度尽管会减弱过冷大水滴云雾粒径浓度分层程度，但是却会增强动量分层和热分层程度，尤其在160 m/s工况下，过冷大水滴云雾会均匀分布在构型出口中心区域内（-0.75 m <Y &l...

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