水滴在气流中变形破碎过程的数值模拟研究

V211.1+7; 针对水滴在结冰风洞实验中加速过程内易发生破碎而导致试验段内水滴粒径分布难以符合结冰气象条件的问题,利用流体体积(VOF)方法,模拟了直径为100、200、400、600、800、1 000μm以及1 200 μm的水滴在不同气流速度作用下(20、50、80 m/s)的变形破碎情况.结果表明:在20 m/s气流作用下,直径为600 μm的水滴不发生破碎;当风速为50 m/s时,直径为100μm的水滴不发生破碎;随着韦伯数增加,最大不稳定波波长也随之增大,水滴的破碎模式从袋状破碎变为包-蕊状破碎,随后转变为蕊-层状破碎,进一步转变为剪切破碎.水滴的破碎形式包括袋状破碎、包-蕊状...

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Published in	上海交通大学学报 Vol. 58; no. 4; pp. 419 - 427
Main Authors	桑旭, 金哲岩, 杨志刚, 余放
Format	Journal Article
Language	Chinese
Published	同济大学航空航天与力学学院,上海 200092%同济大学航空航天与力学学院,上海 200092 01.04.2024 上海市地面交通工具空气动力学与热环境模拟重点实验室,上海 201804%上海市地面交通工具空气动力学与热环境模拟重点实验室,上海 201804%同济大学机械与能源工程学院,上海 201804 中国航发商用航空发动机有限责任公司,上海 201108
Subjects	过冷大水滴 volume of fluid(VOF)method 流体体积方法 supercooled large drop(SLD) 变形破碎 gas-liquid flow 气液两相流 deformation and breakup
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ISSN	1006-2467
DOI	10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.414

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Summary:	V211.1+7; 针对水滴在结冰风洞实验中加速过程内易发生破碎而导致试验段内水滴粒径分布难以符合结冰气象条件的问题,利用流体体积(VOF)方法,模拟了直径为100、200、400、600、800、1 000μm以及1 200 μm的水滴在不同气流速度作用下(20、50、80 m/s)的变形破碎情况.结果表明:在20 m/s气流作用下,直径为600 μm的水滴不发生破碎;当风速为50 m/s时,直径为100μm的水滴不发生破碎;随着韦伯数增加,最大不稳定波波长也随之增大,水滴的破碎模式从袋状破碎变为包-蕊状破碎,随后转变为蕊-层状破碎,进一步转变为剪切破碎.水滴的破碎形式包括袋状破碎、包-蕊状破碎、蕊-层状破碎及剪切破碎,会对面积最大的液滴与初始液滴面积之比有较大影响.在初始水滴直径相同的条件下,入口速度越大,破碎后的面积比越大.
ISSN:	1006-2467
DOI:	10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.414