液滴破碎动力学特性的研究
发动机喷雾是一类多相、多尺度、强烈非线性的物理过程,包含射流的初级雾化、液滴的二次破碎、碰撞聚合、撞壁和液滴蒸发等一系列基本物理现象。这些微观基本物理现象决定了喷雾的宏观特性。
因此,认识这些微观过程的物理机制对实现发动机高效、清洁燃烧至关重要。本课题针对单液滴破碎动力学开展了高精度的数值模拟和理论研究,并考虑到喷雾是液滴群的行为,将单液滴破碎研究进一步拓展到液滴对的相互作用。
本研究基于OpenFOAM开源程序,加入了简化耦合的VOF和LS多相流模型（S-CLSVOF）,并采用多个典型的两相流问题对S-CLSVOF耦合Navier-Stokes（N-S）方程的数值方法进行了测试,发现该数值模型能够以较高精度捕捉界面位置和流动;结合自适应网格加密技术对多种液滴破碎模式进行了实验验证和网格独立性分析,结果表明,该数值模型可有效地预测复杂的液滴破碎模式。基于此数值方法,开展了液滴基本破碎模式的模拟研究。
结果表明,液滴外缘流动分离产生的回流区域决定着液滴的拽力系数。具体而言,液滴流动分离越强,产生的回流区域越大,从而拽力系数也越大。
液-气密度比对液滴破碎的影响是 ...