超音速喷管内准一维气固两相流四向耦合建模与数值模拟

发布时间：2024-03-08 03:00

　　拉伐尔喷管作为核心部件被广泛用于蒸汽涡轮机、喷气发动机、超音速喷涂、无针注射、灭火器等装置,其设计质量将对装置性能产生决定性影响。本文针对超音速喷管内气体与颗粒相互作用时复杂两相流问题,开展气固相间耦合模型构建、数值计算与求解方法设计、两相流特性参数数值分析,充分认识两相流行为、准确捕捉物理本质、系统掌握参数影响规律,为相关装置的设计和运行提供理论支撑。本文主要工作及结论如下:采用平板湍流边界层修正模型,考虑壁面摩擦和换热影响,建立了超音速喷管内气体单相准一维流动数理模型,在对方程组矢通量分裂基础上,采用有限差分方法对其变体形式进行离散,以等熵流场为初始条件,引入喷管入口约束条件,对超音速喷管内气体单相流动进行了模型常数标定、准确性验证和参数分析。采用欧拉-拉格朗日方法,考虑气体与颗粒相互作用以及颗粒间碰撞的影响,建立了气固两相四向耦合准一维流动模型,在气体单相流数值方法基础上,以气体单相流收敛解为初场,限定喷管入口两相质量流量比,利用颗粒运动和能量方程对颗粒相数据进行更新,并以“源项”形式及时反馈到气相方程中去,实现气相与颗粒相之间的耦合,数值分析了颗粒直径、喷管半扩张角、进口总温、...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１拉伐尔喷管剖面示意图??

浙江理工大学硕士学位论文?超音速喷管内准一维气固两相流四向耦合建模与数值模拟??２．１．３气体单相流喷管几何模型??几何模型将直接决定喷管的性能，气体单相的喷管模型如图２．１所示，本文气体单相??模拟对象为一矩形截面等厚度拉伐尔喷管，通道前、后侧由两平行平面围成，喷管厚度为??５....

图２．２拉伐尔喷管剖面示意图??

浙江理工大学硕士学位论文?超音速喷管内准一维气固两相流四向耦合建模与数值模拟??———．??二—｜?Ｉ?ｊ＿ＤＬ２??图２．２拉伐尔喷管剖面示意图??２．３本章小结??本章通过理论分析，建立了超音速喷管内气体单相流动、气固两相流动的数理模型。??（１）在单流体模型的基础上，考虑壁....

图３．１颗粒添加与统计示意图??

各相计算参数将会随着迭代的进行而不断更新，但如何添加颗粒需要进一步细化，具体的??颗粒添加与统计策略如下：??０?ｃｅｌｌ?ｊ?ｃｅｌｌ??■?八?＿?，?／Ｎ?，??Ｊ７．?＾＂ｐｉｎｉｎ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ａ．ｐｍａｘ?ｉ?Ｅ＂??■＾ｉｎ?Ｉ?ｗ?ｗ?ｉ?ｗ?Ｉ?－?－■?—....

图３．２气体单相计算流程图??

浙江理工大学硕士学位论文?超音速喷管内准一维气固两相流四向耦合建模与数值模拟??相的迭代计算，直到满足收敛条件后，接着计算边界层厚度并判断是否符合边界层厚度条??件，输出气固两相计算结果。???：??＿?＿＿＿?????????右…．＿．．．．．．一…，．．．：；．．．．．．＿．....

本文编号：3921905