低温风洞中液氮液滴的破碎特性模拟研究

苗庆硕; 魏震; 陈佳军; 张海洋; 钟富豪; 郑勉; 刘秀芳

西安交通大学学报 ›› 2024, Vol. 58 ›› Issue (2) : 91 -99.

低温风洞中液氮液滴的破碎特性模拟研究

苗庆硕, 魏震, 陈佳军, 张海洋, 钟富豪, 郑勉, 刘秀芳

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摘要

为探究低温风洞中液氮液滴的破碎特性并阐明其破碎机理，基于耦合水平集流体体积函数(CLSVOF)方法，采用自适应局部网格加密技术，构建了二维液氮液滴破碎模型，对比了液氮液滴与常温液滴的形态演变规律，计算分析了韦伯数(We)对液氮液滴形态、变形系数及时间特性的影响规律。模拟结果表明：液氮液滴的We高于常温液滴，且更容易发生变形和破碎；随着We的增大，液氮液滴依次发生袋状破碎、多模式破碎和剪切破碎；液滴迎风面和背风面的压差均随时间呈现先增大后减小的规律，发生转变的原因是袋状结构形成或边缘液滴颗粒脱落；不同液氮液滴破碎模式下，变形系数的变化规律差异明显；液氮液滴无量纲初始破碎时间随We的增大而减小，在0