液滴碰撞壁面问题的SPH直接数值计算：液滴动力学分析

发布时间：2020-04-29 09:51

【摘要】：在全球气候变暖和环境污染的压力下,人们对汽车发动机有害气体的排放越来越重视。燃油经喷油器喷入燃烧室后会出现雾化现象,雾化质量会影响有害气体的排放,而柴油液滴与金属壁面的碰撞结果对雾化质量有很大的影响。本文采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法,研究单个柴油液滴碰撞干壁面后的动力学变化,为降低污染排放的研究提供理论指导。首先,针对液滴与干壁面的碰撞问题,建立了结合表面张力项的SPH方法控制方程。提出了一种新的替代方法,解决了多相流高密度比引起的计算不收敛问题,使SPH方法计算更为稳定。编写了并行计算的SPH程序,提高了计算效率。其次,通过对液滴内部密度和相对压强的分析,验证了本文中SPH方法的收敛性和流体的弱可压缩性;通过对液滴运动行为和扩散因子的研究,证明了本文中SPH方法的可行性与正确性。然后,对二次液滴的数量、平均直径、数量百分比和柴油液滴的动能进行了深入的分析,结果表明:二次液滴的数量随时间而增加;小直径的二次液滴更容易出现,大直径的二次液滴一般出现在碰撞后期;二次液滴运动过程中的能量耗散是液滴动能减少的一个原因。最后,分析了初始速度对二次液滴现象的影响。结果表明:初始速度越大,二次液滴出现的时间越早;在同一时刻,初始速度越大,二次液滴数量越多。
【图文】：

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【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE626.24

【参考文献】

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本文编号：2644447