文献类型：期刊文章

作　　者：王凯[1] 雷凡培[2] 杨岸龙[1] 杨宝娥[1] 周立新[1]

WANG Kai;LEI Fanpei;YANG Anlong;YANG Baoe;ZHOU Lixin(Key Laboratory for Liquid Rocket Engine Technology,Xi'an Aerospace Propulsion Institute,Xi'an 710100,China;China State Shipbuilding Corporation,Beijing 100044,China)

机构地区：[1]西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室,西安710100 [2]中国船舶工业集团有限公司,北京100044

出　　处：《航空学报》

基　　金：国家自然科学基金(11502186)。

年　　份：2020

卷　　号：41

期　　号：9

起止页码：91-105

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：为了全面认识针栓式喷注器喷雾场结构,基于自适应网格加密技术和分三相计算的PLIC VOF(Piecewise Linear Interface Calculation Volume of Fluid)方法对针栓式喷注单元膜束撞击雾化混合过程进行了仿真分析,通过对两路推进剂分别进行界面追踪,获得了膜束撞击雾化混合过程的详细结构特征,与高速摄影试验结果定性定量对比均吻合较好,验证了数值方法的准确性。以此为基础对膜束撞击的喷雾场结构、撞击变形过程、流场涡结构、雾化破碎典型特征及破碎后的雾化混合分布特征进行了识别分析,结果表明:膜束撞击形成了液束未穿透液膜和液束穿透液膜2种不同的喷雾扇结构。膜束撞击形成的喷雾扇呈"Ω"形,膜束同时发生弯曲变形和横截面变形。另外,膜束撞击同时受到正压和剪切应力作用,导致了一系列复杂涡流现象,使得相互作用增强,雾化混合均增强,这也是膜束撞击喷注构型优于膜膜撞击的本质原因。最后,还发现膜束撞击喷雾场液滴分布呈现分区结构特征,分别是液束控制主导的上雾化区、液膜控制主导的下雾化区及夹在中间的混合区,实际中应兼顾雾化特性和混合特性,选取中等动量比膜束撞击,这可为针栓式喷注器的理论研究和工程设计提供重要参考。

关 键 词：针栓式喷注单元  液膜撞击液束  撞击变形  喷雾扇  涡结构 雾化混合  自适应网格加密  

分 类 号：V434.3]