针栓式喷注单元膜束撞击雾化混合过程数值模拟

• 作者: 周立新 杨宝娥 杨岸龙 王凯 雷凡培
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 针栓式喷注单元 液膜撞击液束 撞击变形 喷雾扇 涡结构 雾化混合 自适应网格加密
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 流体力学与飞行力学
• 页码范围: 91-105
• 页数: 15页
• 分类号: V434.3
• 语种: 中文

摘要

为了全面认识针栓式喷注器喷雾场结构,基于自适应网格加密技术和分三相计算的PLIC VOF(Piecewise Linear Interface Calculation Volume of Fluid)方法对针栓式喷注单元膜束撞击雾化混合过程进行了仿真分析,通过对两路推进剂分别进行界面追踪,获得了膜束撞击雾化混合过程的详细结构特征,与高速摄影试验结果定性定量对比均吻合较好,验证了数值方法的准确性.以此为基础对膜束撞击的喷雾场结构、撞击变形过程、流场涡结构、雾化破碎典型特征及破碎后的雾化混合分布特征进行了识别分析,结果表明:膜束撞击形成了液束未穿透液膜和液柬穿透液膜2种不同的喷雾扇结构.膜束撞击形成的喷雾扇呈“Ω”形,膜束同时发生弯曲变形和横截面变形.另外,膜束撞击同时受到正压和剪切应力作用,导致了一系列复杂涡流现象,使得相互作用增强,雾化混合均增强,这也是膜束撞击喷注构型优于膜膜撞击的本质原因.最后,还发现膜束撞击喷雾场液滴分布呈现分区结构特征,分别是液束控制主导的上雾化区、液膜控制主导的下雾化区及夹在中间的混合区,实际中应兼顾雾化特性和混合特性,选取中等动量比膜束撞击,这可为针栓式喷注器的理论研究和工程设计提供重要参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周立新	西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室	28	91	6.0	8.0
2	杨岸龙	西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室	14	16	3.0	3.0
3	杨宝娥	西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室	4	20	2.0	4.0
4	王凯	西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室	13	22	3.0	4.0
5	雷凡培		9	1	1.0	1.0