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喷口速度扰动下液体射流的频率响应

周程林 邹建锋 张阳 叶麟

周程林, 邹建锋, 张阳, 叶麟. 喷口速度扰动下液体射流的频率响应[J]. 航空动力学报, 2022, 37(4): 743-754. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210234
引用本文: 周程林, 邹建锋, 张阳, 叶麟. 喷口速度扰动下液体射流的频率响应[J]. 航空动力学报, 2022, 37(4): 743-754. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210234
ZHOU Chenglin, ZOU Jianfeng, ZHANG Yang, YE Lin. Frequency response of liquid jet under nozzle velocity disturbance[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(4): 743-754. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210234
Citation: ZHOU Chenglin, ZOU Jianfeng, ZHANG Yang, YE Lin. Frequency response of liquid jet under nozzle velocity disturbance[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(4): 743-754. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210234

喷口速度扰动下液体射流的频率响应

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210234
基金项目: 国家自然科学基金(11372276,11432013,11272285)
详细信息
    作者简介:

    周程林(1996-),男,博士生,主要从事液体燃料射流数值模拟研究。

    通讯作者:

    邹建锋(1977-),男,副教授、博士生导师,博士,主要从事先湍流燃烧数值模拟技术开发及燃料雾化机理研究。E-mail:zoujianfeng@zju.edu.cn

  • 中图分类号: V231.2

Frequency response of liquid jet under nozzle velocity disturbance

  • 摘要: 基于界面捕捉VOF(volume of fluid)方法和网格自适应技术,对圆射流初始破碎过程进行了直接数值模拟,揭示了不同扰动频率对圆射流表面形态和液丝、液滴结构的响应特性。研究结果表明:Rayleigh线性化色散理论可以很好地对当前射流表面波的失稳过程进行解释。当喷口扰动频率(66.6 kHz)小于理论临界值95.5 kHz时,射流会随着时空演化逐渐失稳,而当大于临界值时,表面波振幅会逐渐减弱并逐渐变成光滑状态。表面波不稳定状态下脱落液滴会撞击波节结构,在其表面留在冲击凹痕;随着波节振幅不断增大,液膜发生穿孔式破裂,进而形成大量脱落的液丝和液滴结构。适当频率的扰动可以减少射流头部的速度波动,从而减缓射流的雾化进程;射流表面波的破碎和液核头部的破碎过程共同决定了喷雾场SMD(Sauter mean diameter)的大小,且两者存在相互耦合。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-05-12
  • 刊出日期:  2022-04-28

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