内燃机燃烧学国家重点实验室开放基金(k2013-3)
- 作品数：10 被引量：38H指数：3
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- 柴油液滴撞击壁面运动形态及变化历程的实验研究被引量：3
- 2015年
- 液滴碰壁是液体射流过程中的重要现象,对喷雾效果有重要影响。采用高速摄影方法对柴油液滴撞击壁面的运动形态及变化历程进行了研究;根据获取的撞击壁面后不同时刻液滴的运动形态和参数,对液滴撞击壁面的运动过程、铺展运动无量纲润湿长度的变化历程、飞溅运动发生的临界撞击速度以及壁面材料对液滴撞击壁面运动的影响等进行了分析。通过研究,获得了柴油液滴撞击壁面时的运动特性及规律。
- 宋云超宁智孙春华吕明阎凯付娟
- 关键词：壁面
- 液滴撞击湿润壁面的运动形态及飞溅运动机制被引量：16
- 2013年
- 壁面液体层的存在对液滴撞击壁面的运动具有重要的影响.采用气液两相流动相界面追踪的水平集和流体体积复合方法和壁面润湿模型,实现了液滴撞击湿润壁面运动的数值求解;在此基础上,开展了液滴撞击湿润壁面运动的研究.研究结果表明:液滴以不同速度撞击湿润壁面时,会呈现出黏附铺展、波动运动、皇冠几何体运动以及飞溅运动等几种不同的运动形态,液滴撞击湿润壁面后的压力分布是不同运动形态形成的主要原因;飞溅运动是一定条件下皇冠几何体运动的一种特殊形态,液滴从皇冠几何体侧壁顶端的飞溅分离满足毛细破碎理论;撞击速度对分离液滴的运动方向影响较小,而对壁面液体层厚度的影响则较大;撞击速度和壁面液体层厚度对分离液滴形态、飞溅分离位置、飞溅速度以及飞溅发生时刻等都具有一定的影响.
- 宋云超宁智孙春华吕明阎凯付娟
- 关键词：液滴飞溅
- 液滴撞击壁面的飞溅运动被引量：3
- 2013年
- 飞溅运动是液滴撞击壁面运动的一种重要形态,对液滴碰壁的后续运动具有重要的影响.采用气液两相流动相界面追踪的复合Level Set-VOF方法和壁面润湿模型,进行了液滴撞击壁面飞溅运动的数值求解.根据液滴撞击壁面时的能量守恒关系,建立了液滴撞击壁面飞溅运动临界条件的理论模型,并给出了液滴撞击壁面后是否发生飞溅的判据.采用数值方法对液滴撞击壁面发生飞溅运动的机制进行了研究,结果表明,液滴撞击壁面后产生倾斜向上且脱离壁面的射流以及射流液体局部毛细波波长大于毛细破碎临界波长是发生飞溅现象需要满足的两个重要条件.
- 宋云超宁智孙春华吕明阎凯付娟
- 关键词：液滴壁面飞溅
- 湍流通道中椭球形微粒的受力分析被引量：2
- 2015年
- 微粒运动和沉降对柴油机排气微粒的测量、废气再循环系统的正常工作以及微粒的净化捕集等具有重要的影响。微粒形态决定了其在湍流通道中的受力,而微粒受力对湍流通道中微粒的运动及其沉降具有重要的作用。建立椭球形微粒的运动学方程和动力学方程以及湍流场中椭球形微粒的受力及力矩模型;利用所建模型对湍流通道中椭球形微粒的受力及力矩进行研究,着重对微粒形态的变化对微粒受力的影响进行分析。研究结果表明,对于亚微米级和微米级微粒来说,微粒形态对微粒受力具有重要的影响;微粒形态的变化一方面会造成微粒受力及力矩的变化,另一方面也有可能对曳力、布朗力、升力以及热泳力等不同作用力在微粒受力中所处的地位产生一定的影响。研究结果对于加深柴油机微粒在湍流通道中运动及沉降规律的理解具有重要的意义。
- 白振霄宁智孙春华付娟
- 关键词：微粒受力力矩
- 气泡雾化喷嘴气体溢出过程声波信号的时频特征研究被引量：3
- 2015年
- 通过自建的气泡雾化喷嘴射流可视化实验平台对射流中气体溢出过程进行了声波信号采集和图像观测。采用自适应最优核(AOK)与希尔伯特-黄变换(HHT)边际谱两种时频分析方法对采集到的声波时频信号进行了处理和分析。结果表明:气泡溢出喷嘴时会导致声波信号AOK时频谱幅值的增加;时频谱幅值随时间的变化可以反映喷孔处气体溢出量的实时变动;声波信号的HHT边际谱能量主要集中在一定频率范围内,且在频率轴上的分布与气液两相压力、气液混合状态等因素有关;边际谱能量关于某一中心频率呈近似对称分布,且该中心频率与气泡压力相关,而与气泡大小关系不大;声波信号的时频分析结果能很好地捕捉到气泡雾化喷嘴射流时气相在溢出过程中的变化。声波信号时频分析方法可作为气泡雾化喷嘴射流研究的一个有效途径。
- 孙春华宁智吕明阎凯付娟
- 关键词：气泡雾化喷嘴气泡气液两相流
- 液滴撞击壁面铺展运动的数值模拟被引量：2
- 2013年
- 采用气液两相流动相界面追踪的复合Level Set-VOF方法和壁面润湿模型,实现了液滴撞击壁面铺展运动的数值求解.在此基础上,对液滴铺展运动过程中的无量纲润湿长度、无量纲液滴中心高度和接触线速度等特征参数的变化进行了研究,针对撞击速度对铺展运动的影响进行了分析,得到了向前铺展过程中无量纲液滴中心高度与无量纲润湿长度的关系.从液滴撞击壁面后压力分布角度,对液滴撞击壁面铺展运动的机理进行了分析;研究结果表明,液滴内部的压力分布及其波动变化是液滴不同铺展阶段特征参数变化的主要原因.
- 宋云超宁智孙春华吕明阎凯付娟
- 关键词：液滴壁面铺展数值模拟
- 液滴撞击壁面气泡的产生及运动研究被引量：3
- 2014年
- 液滴撞击壁面时,液滴与壁面间产生的气泡及其变化对液滴在壁面上的后续运动具有重要的影响。利用相界面追踪的复合Level Set-VOF方法和壁面润湿模型,通过气液两相流动与固壁相互作用的耦合求解,对液滴撞击壁面时气泡的产生及运动进行了研究。研究结果表明,撞击速度较大时,液滴与壁面间气体的压力远大于液滴内压力以及接触线附近区域液体和气体具有不同的速度分布特性是撞击壁面时液滴内产生气泡及气泡运动变化的主要原因;液滴与壁面间形成的气体层宽度将经历先增大后减小,并最终在液滴中心形成一个气泡的变化历程。液滴撞击速度小于一定值时,气泡最终半径与撞击速度呈近似线性关系,撞击速度对气泡最终半径影响较大;撞击速度超过一定值后,气体层最大宽度与撞击速度呈近似线性关系,但气泡最终半径基本不再受撞击速度的影响。
- 宋云超宁智孙春华吕明阎凯付娟
- 关键词：液滴壁面气泡
- 湍流通道内微粒受力对其输运特性的影响被引量：1
- 2014年
- 柴油机排气过程中的微粒运动和沉降对微粒测量、排气再循环系统的正常工作以及微粒的净化捕集等具有重要的影响.利用微粒受力模型和微粒随机轨道模型,对湍流通道中微粒的输运特性以及微粒受力对其输运特性的影响进行了分析.通过研究,给出了重力、热泳力和Saffman升力在不同条件下对湍流通道内微粒输运特性的影响规律.研究结果对于加深柴油机微粒在湍流通道中运动及沉降规律的理解具有重要的意义.
- 白振霄宁智孙春华付娟
- 关键词：柴油机微粒受力输运特性
- 湍流通道内微粒受力沉降特性模拟被引量：6
- 2014年
- 利用建立的微粒受力模型和微粒随机轨道模型,对湍流通道中不同条件下微粒的受力进行了研究,对湍流通道中微粒的沉降特性以及影响因素进行了分析。研究结果表明,湍流通道中,柴油机微粒所受的曳力、布朗力、Saffman升力、热泳力以及重力和浮力等与微粒粒径、微粒距壁面的距离等因素密切相关;在不同条件下,微粒所受的主要作用力以及微粒沉降的主要驱动力不同;微粒受力、气流入口速度和温度以及通道尺度等因素都会对湍流通道中微粒的沉降产生影响。
- 宁智白振霄孙春华付娟
- 关键词：柴油机微粒受力沉降
- 基于作用力分析的分裂液滴内空泡时间稳定性研究被引量：2
- 2014年
- 基于线性稳定性理论,推导出描述超空化时分裂液滴内空化气泡稳定性的数学模型;在此基础上,从分裂液滴内空泡的受力角度对空化气泡的时间稳定性进行研究。研究结果表明,液滴黏性力使空泡稳定性增强;相对于空气及空泡的黏性力而言,液滴黏性力对空泡的稳定性起主导性作用。空泡惯性力是影响空泡稳定性的主要因素,对空泡稳定性具有不利影响,其影响程度与空泡液滴半径比密切相关,空泡惯性力对空泡稳定性的影响随空泡液滴半径比的增大而显著增强。空泡可压缩力、液滴内部气动力以及空泡液滴界面处的表面张力有利于空泡稳定,其变化对空泡稳定性的影响受空泡液滴半径比的影响相对较小;液滴外部气动力对空泡稳定性的影响相对较小。建立分裂液滴内空化气泡临界破碎准则,并对分裂液滴内空化气泡的破碎进行分析;分析结果表明,空泡维持时间受空泡生长速度和空泡液滴半径比的影响;对于某一确定初始空泡液滴半径比的分裂液滴来说,有其最大空泡极限破碎半径;空泡极限破碎半径随初始空泡液滴半径比的增加而减小。
- 吕明宁智阎凯付娟宋云超孙春华
- 关键词：液滴空化气泡稳定性数学模型
