激波与亚毫米液滴相互作用的二维和三维数值模拟研究

作     者：施红辉 章易鑫 师顺 董若凌 彭双双 Honghui SHI;Yixin ZHANG;Shun SHI;Ruoling DONG;Shuangshuang PENG

作者机构：浙江理工大学机械与自动控制学院浙江杭州310018 

出 版 物：《过程工程学报》 (The Chinese Journal of Process Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第8期

页      面：1061-1073页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(编号:11772309) 浙江省基础公益研究计划项目(编号:LGG19A020002) 中国工程物理研究院创新发展基金资助项目(编号:CX2019004) 

主　　题：数值研究 亚毫米液滴 激波 变形破碎 韦伯数 

摘      要：为了研究激波与亚毫米液滴相互作用过程,基于现有的实验结果,利用Fluent平台,采用VOF (Volume of Fluid)多相流模型和k-ε湍流模型,通过二维数值模拟分析了不同韦伯数(We)对亚毫米液滴变形演化过程的影响规律,通过三维数值模拟揭示了亚毫米液滴爆炸式破碎机理。结果表明,韦伯数对液滴变形有促进作用,韦伯数越大,液滴在压缩变形阶段所需要的时间越短;在气动力不变的条件下,相同液滴直径条件下,马赫数越大,液滴所受的气动力越大,液滴质心位移的无量纲加速度越大,低韦伯数下液滴的横向展开速率随韦伯数增大而减小,而高韦伯数下液滴的横向展开速率随韦伯数增大而增大。数值模拟结果与对比实验结果相近,有效阐明了韦伯数对亚毫米液滴变形的作用。