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液滴撞击孔口附近壁面运动过程的模拟研究

李大鸣 王志超 白玲 王笑

液滴撞击孔口附近壁面运动过程的模拟研究

李大鸣, 王志超, 白玲, 王笑
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  • 采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法模拟了液滴撞击带孔壁面的问题, 提出了随计算区域变化的链表搜索法. 结合实验进一步研究了不同物理条件下黏性、重力和内部压应力波动对铺展过程中液滴在 孔口运动情况的影响, 详细分析了有限时间段内孔口断面处的压强变化. 结果表明: 液滴撞击表面后快速向两端铺展, 到达孔口上方时形成射流, 在极短暂时间内重力对射流的影响很小, 但是黏性会引起射流向孔内弯曲. 在内部压应力和惯性作用下射流下部产生有规律的波动, 使得孔口上方流体反复的膨胀和吸收将附近应力较高区域流体吸入孔内发生孔吸现象. 内部压应力是导致液滴被吸入孔内并撞击另一侧孔壁形成飞溅现象的主要原因, 模拟效果和实验结果符合良好.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51079095);国家自然科学基金创新研究群体科学基金(批准号:51021004)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-02
  • 修回日期:  2013-06-27
  • 刊出日期:  2013-10-05

液滴撞击孔口附近壁面运动过程的模拟研究

  • 1. 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津大学, 天津 300073
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51079095)

    国家自然科学基金创新研究群体科学基金(批准号:51021004)资助的课题.

摘要: 采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法模拟了液滴撞击带孔壁面的问题, 提出了随计算区域变化的链表搜索法. 结合实验进一步研究了不同物理条件下黏性、重力和内部压应力波动对铺展过程中液滴在 孔口运动情况的影响, 详细分析了有限时间段内孔口断面处的压强变化. 结果表明: 液滴撞击表面后快速向两端铺展, 到达孔口上方时形成射流, 在极短暂时间内重力对射流的影响很小, 但是黏性会引起射流向孔内弯曲. 在内部压应力和惯性作用下射流下部产生有规律的波动, 使得孔口上方流体反复的膨胀和吸收将附近应力较高区域流体吸入孔内发生孔吸现象. 内部压应力是导致液滴被吸入孔内并撞击另一侧孔壁形成飞溅现象的主要原因, 模拟效果和实验结果符合良好.

English Abstract

参考文献 (30)

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