波紋壁面上流動液膜渦的生成特性
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【摘要】:針對液膜在非平整壁面上流動過程中生成渦的現(xiàn)象,基于VOF方法,采用FLUENT軟件模擬了三維波紋壁面上的液膜流動。研究了波紋結(jié)構(gòu)內(nèi)渦結(jié)構(gòu)的演化過程,分析入口Reynolds數(shù)、波紋結(jié)構(gòu)、壁面傾角、流體黏度和表面張力對波紋結(jié)構(gòu)內(nèi)渦結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:隨著時間的演化,渦的大小和形狀不斷變化,最終達到穩(wěn)定。且渦結(jié)構(gòu)變化對自由液面的波動影響顯著。較低Re和波形度時,波紋結(jié)構(gòu)內(nèi)不易形成渦,隨著Re和波形度增大,產(chǎn)生渦且渦呈增大趨勢,渦的形態(tài)也隨之改變,自由液面位置升高,其相位滯后于波紋壁面。當壁面傾角改變時,波紋結(jié)構(gòu)內(nèi)的渦特性變化較大,液膜厚度略有增加,而自由液面相位不明顯。表面張力對渦結(jié)構(gòu)有顯著影響,液膜流動過程中不容忽視。流體黏性改變時,波紋結(jié)構(gòu)內(nèi)渦的大小和形狀無明顯的變化。黏度變小和忽略表面張力時,液膜厚度均變薄。以上結(jié)果為工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)、運行和設(shè)計提供了一定參考依據(jù)。
【作者單位】: 華北電力大學能源動力與機械工程學院;華北電力大學經(jīng)濟管理系;
【關(guān)鍵詞】: 氣液兩相流 波紋壁面 渦結(jié)構(gòu) 數(shù)值模擬 影響因素 計算流體力學
【基金】:高等學校博士學科點專項科研基金項目(20110036110009) 河北省自然科學基金項目(E2016502088)~~
【分類號】:TQ021.1
【正文快照】: 引言液膜流動是一種兩相流,其在工業(yè)領(lǐng)域中較為常見,如在化工領(lǐng)域、核科學、航空航天等傳統(tǒng)工業(yè)和高新技術(shù)領(lǐng)域中都有著廣泛應(yīng)用。液膜流動研究的初期,多數(shù)研究集中于平整壁面。隨著工業(yè)應(yīng)用的需要,對于非平整壁面上液膜流動的研究日益增多。由于壁面結(jié)構(gòu)的擾動影響,非平整壁
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本文編號:467720
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