液滴沖擊現(xiàn)象中流動與質(zhì)熱交換過程一直是學(xué)術(shù)界研究熱點,對沖擊過程中特殊現(xiàn)象與作用機(jī)理的深入探索有助于提高相關(guān)工業(yè)應(yīng)用水平,例如噴霧冷卻、農(nóng)業(yè)灌溉、冶金冶煉、航天航空和電子設(shè)備等,也可為此類工業(yè)技術(shù)發(fā)展提供重要的理論依據(jù)。相比于單液滴,多液滴沖擊更靠近實際工業(yè)過程,液滴之間、液滴與液膜之間的復(fù)雜相互作用已開始引起學(xué)者關(guān)注。本論文采用三維數(shù)值模擬方法,對多液滴沖擊薄液膜過程中的流動與傳熱問題進(jìn)行系統(tǒng)、深入研究。首先,針對絕熱條件下不同空間排布多液滴沖擊薄液膜過程進(jìn)行了研究,包括同步?jīng)_擊、連續(xù)沖擊和異步?jīng)_擊。建立了三維計算模型,采用水平集-流體體積法捕捉兩相自由界面,以動量源項的形式添加了符合高斯分布的隨機(jī)擾動模型。通過與實驗結(jié)果比較,驗證了界面捕捉方法與擾動模型的可靠性。對多液滴同步?jīng)_擊薄液膜時中間薄膜射流生成與破碎機(jī)理進(jìn)行了解釋,討論了不同參數(shù)對中間薄膜射流高度的作用。多液滴連續(xù)沖擊過程中,根據(jù)運動間斷理論對二次冠狀水花未發(fā)生飛濺現(xiàn)象進(jìn)行了解釋,觀察到了一次冠狀水花與二次冠狀水花相接觸后出現(xiàn)的小氣泡夾帶現(xiàn)象。定量分析了不同參數(shù)對一次冠狀水花尺寸的影響。多液滴異步?jīng)_擊薄液膜的研究中,發(fā)現(xiàn)液...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號表
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 單液滴沖擊相關(guān)研究進(jìn)展
    1.3 絕熱條件下多液滴沖擊的相關(guān)研究
    1.4 傳熱條件下多液滴沖擊研究進(jìn)展
    1.5 多液滴沖擊研究的不足
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
2 多液滴沖擊薄液膜數(shù)值方法及驗證
    2.1 物理數(shù)學(xué)模型
        2.1.1 物理模型
        2.1.2 控制方程
        2.1.3 高斯隨機(jī)分布擾動模型
    2.2 界面捕捉方法
        2.2.1 VOF方法
        2.2.2 Level-set方法
        2.2.3 CLSVOF方法
    2.3 計算網(wǎng)格
        2.3.1 網(wǎng)格自適應(yīng)
        2.3.2 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗
    2.4 計算結(jié)果與實驗對比
    2.5 本章小結(jié)
3 多液滴沖擊薄液膜流動特性數(shù)值研究
    3.1 多液滴同步?jīng)_擊薄液膜計算結(jié)果與分析
        3.1.1 物理模型與邊界條件
        3.1.2 中間薄膜射流生成及破碎機(jī)理
        3.1.3 中間薄膜射流高度
    3.2 多液滴連續(xù)沖擊薄液膜計算結(jié)果與分析
        3.2.1 物理模型與邊界條件
        3.2.2 多液滴連續(xù)沖擊薄液膜界面演變過程
        3.2.3 一次冠狀水花直徑與高度
    3.3 多液滴異步?jīng)_擊薄液膜計算結(jié)果與分析
        3.3.1 物理模型與邊界條件
        3.3.2 多液滴異步?jīng)_擊薄液膜過程動力學(xué)分析
    3.4 本章小結(jié)
4 多液滴沖擊薄液膜單相傳熱數(shù)值研究
    4.1 多液滴同步?jīng)_擊薄液膜單相傳熱
        4.1.1 多液滴同步?jīng)_擊薄液膜界面演變與場量分布
        4.1.2 局部傳熱系數(shù)與壁溫
    4.2 多液滴連續(xù)沖擊薄液膜單相傳熱計算結(jié)果與分析
        4.2.1 多液滴連續(xù)沖擊薄液膜界面演變與場量分布
        4.2.2 局部傳熱系數(shù)與壁溫
    4.3 本章小結(jié)
5 多液滴沖擊薄液膜相變傳熱數(shù)值研究
    5.1 不同氣泡排列方式對沖擊過程的影響
    5.2 多液滴同步?jīng)_擊薄液膜相變傳熱
        5.2.1 同步?jīng)_擊條件下蒸汽氣泡運動規(guī)律
        5.2.2 局部傳熱系數(shù)與傳熱量
    5.3 多液滴連續(xù)沖擊薄液膜相變傳熱
        5.3.1 連續(xù)沖擊條件下液滴間距對蒸汽氣泡運動和溫度場的影響
        5.3.2 局部傳熱量分布
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3945242