發(fā)布時間：2020-12-05 09:43

　　以液體燃料為動力裝置的設(shè)備在航空航天領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用,如超燃沖壓發(fā)動機、航空發(fā)動機燃燒室、液體火箭發(fā)動機等。液體為燃料的航空航天發(fā)動機以其獨特的優(yōu)勢,無論在民用還是軍事國防領(lǐng)域都有著重要的地位。而液體燃料的霧化則成為發(fā)動機中非常重要的環(huán)節(jié),液體燃料霧化效果的好壞不僅直接影響動力裝置的性能,也會影響到發(fā)動裝置的可靠性。因此對霧化的研究是十分必要的。首先,本文回顧并歸納了國內(nèi)外學(xué)者對霧化現(xiàn)象的數(shù)值模擬方法,由于霧化是一個跨尺度的物理過程,傳統(tǒng)的數(shù)值模擬方法通常采用VOF（Volume-Of-Fluid）法和DDM（The Discrete Droplet Model）法對不同尺度的霧化現(xiàn)象分別進行模擬。由于兩種不同的算法存在各自的優(yōu)缺點,近年來,采用耦合模型對霧化的數(shù)值模擬方法正逐漸被廣大學(xué)者所開發(fā)。本文基于OpenFoam開源軟件平臺,以VOF方法和DDM方法為理論依據(jù),開發(fā)了適用于多尺度霧化的VOF-DDM模型求解器,并詳細(xì)介紹了該模型的耦合算法,分析了該模型中的關(guān)鍵參數(shù)及其選取。對比了兩種傳統(tǒng)模型與VOF-DDM模型在霧化方面的數(shù)值模擬效果,從計算結(jié)果來看,VOF-DDM模型兼?zhèn)?.. 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

超燃沖壓火箭發(fā)動機內(nèi)部示意圖

圖 1.1 超燃沖壓火箭發(fā)動機內(nèi)部示意圖發(fā)動機一般由推力室、推進劑供應(yīng)系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)組成箭發(fā)動機為例，推進劑和燃料分別從儲箱中被擠出，經(jīng)由推進進劑通過推力室頭部噴注器混合霧化，形成細(xì)小液滴，被燃劇烈燃燒，在燃燒室中變成高溫高壓燃?xì)�。燃�(xì)饨?jīng)過噴管被加，產(chǎn)生作用在發(fā)動機上的推力，推動火箭前進。

并且隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們對液態(tài)燃料消費燃燒裝置有著持續(xù)的需求，在這種情況下，對霧化的研液體燃料霧化問題的研究主要集中在對燃料霧化機理的行實驗和燃料霧化的數(shù)值模擬等方面。由于在對航空航多的局限性，比如實驗設(shè)備昂貴、實驗結(jié)果采集較為困 為平臺，數(shù)值模擬的方法對液體燃料霧化現(xiàn)象進行分析化以液體體積大小為標(biāo)準(zhǔn)主要可分為液柱區(qū)、液團區(qū)和在燃料噴射之后，燃料的液柱由于受到空氣動力的相互非常細(xì)小的液滴，從而增加燃料與空氣之間的接觸面積過程。根據(jù)湍流和空氣動力對霧化的作用，可以將霧化

【參考文獻】：
期刊論文
[1]耦合噴嘴內(nèi)流歐拉-拉格朗日噴霧模型研究[J]. 何志霞,張亮,王謙,王芬.  內(nèi)燃機工程. 2016(01)
[2]霧化過程的一種Euler-Lagrangian耦合算法（英文）[J]. 劉昌波,雷凡培,周立新.  火箭推進. 2015(02)
[3]兩股湍流射流撞擊霧化過程的數(shù)值研究[J]. 劉昌波,雷凡培,周立新.  推進技術(shù). 2014(12)
[4]霧化過程的多尺度仿真算法[J]. 劉昌波,雷凡培,周立新.  國防科技大學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[5]射流表面波理論的研究進展[J]. 曹建明.  新能源進展. 2014(03)
[6]脈沖全息技術(shù)在發(fā)動機射流霧化場測量中的應(yīng)用[J]. 曹娜,徐青,曹亮,雷嵐,韓長材,馬繼明,杜繼業(yè).  現(xiàn)代應(yīng)用物理. 2013(04)
[7]超音速橫向流作用下射流的二次破碎模型研究[J]. 楊東超,朱衛(wèi)兵,陳宏,郭金鑫,劉建文.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2014(01)
[8]液體射流噴入橫向氣流混合特性研究進展[J]. 林宇震,李林,張弛,徐華勝.  航空學(xué)報. 2014(01)
[9]VOF方法模擬回形水塊自由跌落入水過程[J]. 廖斌,王澤,陳善群.  人民黃河. 2010(01)
[10]霧化燃料在超聲速氣流中橫向噴射混合的數(shù)值模擬[J]. 徐勝利,岳朋濤,韓肇元,孫英英.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2000(01)

碩士論文
[1]柴油機孔式噴嘴內(nèi)氣液兩相流場的數(shù)值模擬研究[D]. 安娜.華中科技大學(xué) 2009



本文編號：2899255