检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：程毅南昌大学

学位级别：硕士

液滴撞击液膜过程普遍存在于自然界和工业生产中,其强烈的质热交换能力使其在化工、能源等工业领域中有着广泛的应用,对此过程进行系统、深入的研究对相关工业设备的设计与工作过程中的问题有着很重要的作用。液滴撞击液膜过程是典型的... 详细信息

液滴撞击液膜过程普遍存在于自然界和工业生产中,其强烈的质热交换能力使其在化工、能源等工业领域中有着广泛的应用,对此过程进行系统、深入的研究对相关工业设备的设计与工作过程中的问题有着很重要的作用。液滴撞击液膜过程是典型的自由界面运动问题,由于撞击之后的动量交换,使得界面拓扑变化非常复杂。为了研究液滴撞击液膜过程中的界面变化,本文采用界面追踪法(Front Tracking Method,FTM)对其进行数值模拟研究,并使用课题组现有器材搭建液滴撞击液膜实验观测平台进行实验研究。采用FTM研究了液滴撞击液膜过程的形态变化和产生的卷吸现象,建立相应的数学物理模型。通过进行网格无关性分析和将模拟结果与之前学者进行的实验结果进行对比,验证了FTM方法对于液滴撞击液膜问题的适用性与准确性。之后,分析了We数、无量纲液膜厚度和Bo数等在内的无量纲运动参数对撞击过程和结果的影响。结果表明:(1)液滴撞击液膜初期的压力云图显示:在撞击区域,压力在壁面处达到最大并随着高度的增加而减小,在撞击影响不到的区域压力不变化;液滴撞击之后,会先在二者接触的颈部区域产生一个小的射流,这个射流是后期水花形成的基础;水花形成之后会向两侧运动,水花宽度逐渐增加,水花高度则是先增大后减小;中心液膜厚度随着时间的推进而不断减小。(2)液滴撞击液膜初期压力场与We数有关:随着We数的增加,壁面处的压力越大;We数还与水花的生成有关,当We数较小时,液滴撞击液膜初期不产生射流撞之后也不形成水花;另外,We数的增加也会使水花高度增加;两相粘度比的减小会使得水花生成时间推后,抑制水花的生成;射流强度随着无量纲液膜厚度的增大而减弱;液膜厚度还对生成水花的形态有影响,液膜厚度越大,水花与水平方向的倾斜角越小,但水花厚度越大。(3)卷吸现象的产生是由于液滴下落至液膜过程中,两者之间的气体被压缩形成新月形气膜,液滴与液膜发生形变产生凹陷;液滴继续下落过程中,当气膜中间部分气体还未从两端逃逸出去而液滴与液膜两端已融合时,卷吸现象产生;卷吸气膜产生后在表面张力和流体剪切力的作用下聚拢并从中间断裂形成卷吸气泡;液膜厚度对卷吸现象是否产生影响较小,但对卷吸气膜和卷吸气泡形成的时间有一定影响,气泡运动强度也越小;Bo数对卷吸气膜的形成影响较小,但对卷吸气泡的形成影响较大。利用课题组现有器材搭建了液滴撞击液膜实验观测平台,选取初始高度和液膜厚度两个变量进行实验研究,分析了不同撞击参数下的界面形态变化,主要结论有:冠状水花产生的主要影响因素是初始高度;本实验中,当初始高度为40mm时不产生水花,而当初始高度为135mm和230mm是均产生冠状水花;冠状水花产生的情形下,水花上升的时间和最大高度均会随着初始高度的增加而增加;液膜厚度不影响冠状水花的生成,但对于水花形成和坍塌的时间有影响:随着液膜厚度的增加,水花形成和坍塌的时间推后。

关键词：液滴撞击液膜界面追踪法实验研究冠状水花卷吸现象

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液滴撞击液膜喷溅现象的实验研究

液滴撞击液膜喷溅现象的实验研究

引用

2019年全国工业流体力学会议

作者：王协国屈秋林刘沛清北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室北京航空航天大学航空气动声学工信部重点实验室(北航陆士嘉实验室)

液滴撞击液膜产生的喷溅现象广泛存在于自然界和工程应用当中。本文利用高速摄像技术对单个液滴撞击液膜的喷溅现象进行了实验研究。通过改变液滴的撞击速度、液膜厚度及液体的物理属性,系统地分析了撞击雷诺数Re数、韦伯数We数和无量... 详细信息

液滴撞击液膜产生的喷溅现象广泛存在于自然界和工程应用当中。本文利用高速摄像技术对单个液滴撞击液膜的喷溅现象进行了实验研究。通过改变液滴的撞击速度、液膜厚度及液体的物理属性,系统地分析了撞击雷诺数Re数、韦伯数We数和无量纲液膜厚度对撞击过程的影响规律。实验结果表明,随着雷诺数和韦伯数增加,撞击后液膜形态变化越剧烈,无量纲冠状物高度越大;二次液滴的数量随着无量纲数K(K=We·Oh)的增加而增加。

关键词：液滴撞击液膜冠状物二次液滴高速摄像

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液滴撞击液膜过程的光滑粒子动力学方法数值模拟

液滴撞击液膜过程的光滑粒子动力学方法数值模拟

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第十六届全国流体力学数值方法研讨会2013

作者：章明宇北京应用物理与计算数学研究所

本文发展了一套基于JASMIN框架的光滑粒子动力学并行程序。该程序被应用于液滴撞击液膜过程的数值模拟。不可压NS方程采用弱可压SPH方法进行求解。基于界面重构的算法被应用于表面张力的模拟。应用动态虚粒子方法模拟无滑移固体边界和... 详细信息

本文发展了一套基于JASMIN框架的光滑粒子动力学并行程序。该程序被应用于液滴撞击液膜过程的数值模拟。不可压NS方程采用弱可压SPH方法进行求解。基于界面重构的算法被应用于表面张力的模拟。应用动态虚粒子方法模拟无滑移固体边界和对称边界。对二维和三维液滴撞击液膜过程进行了数值模拟。考察了不同撞击速度和液膜厚度的撞击过程中,皇冠半径随时间的变化。数值模拟结果与理论一致。新发展的光滑粒子动力学并行程序可应用于液滴撞击液膜过程的数值模拟

关键词：数值模拟液滴撞击液膜界面流动光滑粒子动力学方法

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喷淋冷却器内液滴撞击液膜的传热数值模拟

引用

宁夏大学学报（自然科学版） 2016年第3期37卷 311-315页

作者：黄春曼广东轻工职业技术学院机电工程系广州510300

液滴撞击液膜是喷淋冷却过程中的常见现象,利用欧拉多相流模型与连续表面力模型模拟了液滴撞击液膜的传热过程,其中液滴撞击液膜的飞溅规律与实验结果一致.分析了液滴撞击液膜飞溅半径与飞溅高度的变化规律,并进一步分析了撞击速度、液... 详细信息

液滴撞击液膜是喷淋冷却过程中的常见现象,利用欧拉多相流模型与连续表面力模型模拟了液滴撞击液膜的传热过程,其中液滴撞击液膜的飞溅规律与实验结果一致.分析了液滴撞击液膜飞溅半径与飞溅高度的变化规律,并进一步分析了撞击速度、液滴直径、液膜深度、壁面温度对液滴-液膜撞击传热量的影响,结果表明增加撞击速度、液滴直径、液膜深度有助于提高喷淋冷却的效果.

关键词：喷淋冷却液滴撞击液膜传热数值模拟

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大We数下液滴撞击液膜的实验研究

大We数下液滴撞击液膜的实验研究

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北京力学会第21届学术年会暨北京振动工程学会第22届学术年会

作者：申峰李易潘雯张伟伟吴渊陈天运赵婷婷王铮刘赵淼北京工业大学机械工程与应用电子技术学院

本文采用高速摄像仪,实验观测了不同直径液滴高速撞击液膜后,产生飞溅并生成气泡的现象。分析了液滴滴落高度、液滴直径和液膜厚度对液滴撞击液膜后产生水花,并产生飞溅等现象。探讨了文献中尚无研究的液滴撞击液膜后产生气泡的流动现象... 详细信息

本文采用高速摄像仪,实验观测了不同直径液滴高速撞击液膜后,产生飞溅并生成气泡的现象。分析了液滴滴落高度、液滴直径和液膜厚度对液滴撞击液膜后产生水花,并产生飞溅等现象。探讨了文献中尚无研究的液滴撞击液膜后产生气泡的流动现象,分析了大We数条件下气泡的影响因素,揭示了气泡形成的复杂过程。

关键词：大We数液滴撞击液膜气泡形成

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基于格子Boltzmann方法的分离器旋流及液滴动力学研究

基于格子Boltzmann方法的分离器旋流及液滴动力学研究

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作者：胡亮哈尔滨工程大学

学位级别：博士

动压式油气分离器是航空发动机润滑系统最常用的除气装置之一,具有结构简单、空间占比小、运行成本低等优点。实际工作过程中,分离器流场复杂,存在三维强旋湍流、两相界面破碎迁移等流体力学基本问题。从介观层面出发,深入研究其中涉及... 详细信息

动压式油气分离器是航空发动机润滑系统最常用的除气装置之一,具有结构简单、空间占比小、运行成本低等优点。实际工作过程中,分离器流场复杂,存在三维强旋湍流、两相界面破碎迁移等流体力学基本问题。从介观层面出发,深入研究其中涉及的基本物理问题对提升分离器性能具有重要意义。首先,基于格子Boltzmann方法的介观尺度优势,对单相旋流问题进行研究,探讨格子Boltzmann方法对分离器旋流问题模拟的适用性;其次,将大密度比多组分伪势模型应用到液滴碰撞问题研究中,分析不同因素对液滴碰撞过程的影响;然后,充分考虑流固之间的相互作用,提出了稳定性更好的大密度比多组分伪势模型,并对液滴沿固壁迁移过程进行模拟研究;最后,基于改进多组分伪势模型,研究不同因素对液滴撞击液膜过程的影响。研究得出:格子Boltzmann方法能够捕捉到分离器流场二次回流及旋进涡核现象;同时,模拟得到的平均轴向速度和平均切向速度分布与实验结果基本吻合。在模拟液滴碰撞过程中,通过改变We数及碰撞参数B,得到了研究范围内的液滴碰撞结果分布图,发现当碰撞参数B—定时,存在一个临界We数使得液滴碰撞发生分离;减小直径比(即增加大液滴直径)对液滴分离破碎过程有抑制作用。在多组分伪势模型中充分考虑流固之间的相互作用,改进模型可得到10°到180°范围的接触角,模拟两相流的密度比大于1200,同时最大虚假速度(0.016)小于文献结果(0.033);在液滴迁移过程模拟中发现,液固作用强度、液体表面张力、重力加速度及液滴半径增大均会对液滴下滑过程起到促进作用;随着相对障碍物高度增加,液滴经过障碍物后位置逐渐向右偏移,同时,相对障碍物宽度增加会阻碍液滴迁移过程。液滴撞击液膜过程模拟可以看出,水花相对高度及相对半径均随Re数增大而增大;随着We数增大,液滴撞击液膜后水花相对高度逐渐增大,水花相对半径逐渐减小;随重力加速度的增大,水花相对半径基本保持不变,而相对高度呈减小趋势;当相对液膜厚度0.3≤H*≤0.9时,水花相对高度和相对半径均随液膜厚度的增大而减小,但H*=0.1时,水花相对高度及相对半径与其他工况结果存在明显差异。在液滴撞击移动液膜过程中,移动液膜对上游水花在高度方向上有促进作用,但会抑制下游水花在高度方向上的发展;移动液膜会抑制上游水花的铺展过程,但会促进下游水花的铺展过程;通过偏差分析可知,移动液膜对下游水花的影响较上游大;增加相对液膜厚度会削弱液膜移动速度对水花相对高度的作用,但会增强液膜移动速度对水花相对半径的影响。随着相对凹槽宽度增加,水花相对高度出现先增后减的趋势,水花相对半径逐渐减小;随着相对凹槽高度增加,水花相对高度及相对半径均减小。增加分离器气体出口的流道宽度,可以有效抑制流道堵塞现象,但壁面对液滴的捕获作用相对减弱,从而出现液滴逃逸现象。

关键词：动压式油气分离器格子Boltzmann方法旋流液滴碰撞液滴迁移液滴撞击液膜

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Numerical Computation of Two-Phase Flows

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中国航空太空学会学刊 2001年第2期33卷 69-77页

作者：趙修武

本文运用数值方法分析二相流问题，首先利用有限体积法以离散控制方程式，接着使用流体体积法计算在网格单元间不同流体之分布，爲能准确地计算自由液面形状，采用界面补捉模型以求得流体分量传导项，同时以等效流体观念处理位於同一网... 详细信息

本文运用数值方法分析二相流问题，首先利用有限体积法以离散控制方程式，接着使用流体体积法计算在网格单元间不同流体之分布，爲能准确地计算自由液面形状，采用界面补捉模型以求得流体分量传导项，同时以等效流体观念处理位於同一网格单元内之不同流体。首先计算因强制运动所引起之方形水槽内流体冲激问题，计算结果显示数值模拟能处理相当复杂之自由液面形状；接着研究流体波击现象，验证其最大压力发生在接近自由液面处；而在探讨液滴撞击液膜之行爲模式上，数值结果与实验量测相较，有相当一致的趋势，在分析单一上升气泡於二维气泡床之流场特性，发现表面张力与黏性力的大小对气泡之形状与尾流场有决定性的影响，最後探讨船船兴波问题，计算之兴波阻力与水糟试验结果比较，两者相当接近。

关键词：二相流沖激問題波擊現象液滴撞擊液膜氣泡上升船舶興波

来源：评论

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