為了正確認識高壓環(huán)境下的流體非理想性特征,及其對于低溫射流噴霧過程的影響作用,將多種不同真實流體模型寫入到開源CFD程序OpenFOAM仿真平臺中,編譯形成具有廣泛通用性的真實流體熱物理模型庫;并將高壓下真實流體特征的影響引入到壓力修正算法中;開發(fā)出適用于描述超臨界環(huán)境下低溫流體流動過程的均相求解器。對高壓下流體熱物理性質(zhì)的非理想性,以及超臨界環(huán)境下的低溫液氮射流噴注過程進行研究。結(jié)果表明:高壓下的真實流體效應(yīng)主要體現(xiàn)在低溫區(qū)域,本文所建立的模型庫可以在任意熱力學(xué)狀態(tài)范圍內(nèi)正確預(yù)測流體熱物性;基于此模型庫所開發(fā)的均相求解器可正確預(yù)測超臨界環(huán)境下低溫射流的詳細流動特征和結(jié)構(gòu),而理想氣體模型則會大幅低估射流核心區(qū)密度分布,中心線上誤差高達68.9%;綜合考慮計算精度和效率,PR EoS及相關(guān)模型更適合于這類超臨界流動問題的求解;低溫射流跨臨界噴注中局部區(qū)域所發(fā)生的虛假沸騰現(xiàn)象會導(dǎo)致射流溫升速率降低、體積膨脹速率加快;射流核心區(qū)壓縮因子明顯<1,在數(shù)值仿真時必須考慮高壓環(huán)境下的真實流體效應(yīng)。 

【文章來源】：推進技術(shù). 2020,41(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【文章目錄】：
1 引言
2 數(shù)值模型及求解方法
    2.1 控制方程
    2.2 湍流模型
    2.3 真實流體模型
        2.3.1 真實流體狀態(tài)方程
        2.3.2 熱力學(xué)性質(zhì)
        2.3.3 輸運性質(zhì)——粘度
        2.3.4 輸運性質(zhì)——導(dǎo)熱率
    2.4 數(shù)值求解方法
    2.5 真實流體熱物理模型庫開發(fā)
    2.6 均相求解器開發(fā)
3 計算結(jié)果分析
    3.1 流體熱物理性質(zhì)計算及分析
    3.2 低溫射流噴注過程數(shù)值仿真及分析
4 結(jié)論



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