基于VOF方法的大水滴袋状破碎的仿真研究

• 作者: 常士楠 张文英 蒋斌 雷梦龙
• 来源期刊: 空气动力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 气液两相流 大水滴动力学 VOF 袋状破碎 瞬态特性
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 605-612
• 页数: 8页
• 分类号: V21|TB553
• 字数: 8895字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7638/kqdlxxb-2016.0049

摘要

为研究大水滴(d>50μm)运动和袋状破碎的复杂特性,以便于进一步研究大水滴破碎在飞机结冰方面独特的危害性,本文应用VOF(Volume of Fluid)方法对不同韦伯数(Weber number,We数)下的水滴进行数值模拟,观察到了水滴的典型袋状破碎形态,并将袋状破碎划分为五个特征阶段.本文还应用瑞利-泰勒不稳定性(Ray-leigh-Taylor Instability,R-T不稳定性)和瑞利-普拉特不稳定性(Rayleigh-Plateau Instability,R-P不稳定性)解释破碎的形态特征.此外,本文统计了水滴的迎风直径、破碎时间和沿程的阻力系数,并与实验数据和本课题组创立的BTB(Bag Type Breakup)理论模型加以对比,验证了破碎时间与形变量、阻力系数的无量纲关系,即形变量在初期与时间呈线性关系,后期为二次函数关系;而破碎时间随着We数增长逐渐减小,水滴阻力系数随形变先迅速增大后减小.本文所用方法可用于进一步的液滴破碎机理研究.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	常士楠	北京航空航天大学航空科学与工程学院	40	273	10.0	15.0
2	蒋斌	北京航空航天大学航空科学与工程学院	2	2	1.0	1.0
3	张文英	北京航空航天大学航空科学与工程学院	1	1	1.0	1.0
4	雷梦龙	北京航空航天大学航空科学与工程学院	2	4	1.0	2.0