本文選題：液滴　切入點：破碎　出處：《爆炸與沖擊》2017年05期

【摘要】：基于激波管平臺和高速攝影方法對平面激波誘導(dǎo)高速氣流中液滴的早期變形現(xiàn)象進行實驗研究。研究發(fā)現(xiàn)在相近的We數(shù)或Re數(shù)下,實驗參數(shù)的改變可導(dǎo)致液滴形態(tài)發(fā)展出現(xiàn)顯著差異。這種差異主要體現(xiàn)在背風(fēng)面的脊狀環(huán)形突起、褶皺區(qū)以及后駐點區(qū)的凹凸形態(tài)。對剛性圓球外流的數(shù)值模擬顯示,液滴變形早期形態(tài)與外流場結(jié)構(gòu)和表面氣動力分布之間存在鮮明的對應(yīng)關(guān)系。最后采用簡化理論推導(dǎo)出一組估測液滴早期變形的表達式。將數(shù)值模擬所得氣動力數(shù)據(jù)代入計算發(fā)現(xiàn):導(dǎo)致液滴變形的主要驅(qū)動力是液滴表面不均勻壓力的擠壓效應(yīng),而不是界面剪切摩擦所引起的切向流動堆積效應(yīng),前者高出后者約2個數(shù)量級;此外,采用壓力作用理論計算所得液滴外形在主要變形特征和變形量級上均可與實驗圖像很好地吻合。
[Abstract]:Based on shock tube platform and high speed photography method, the early deformation of droplets in high velocity airflow induced by plane shock wave is studied experimentally. It is found that under the similar numbers of We or re, The change of experimental parameters can lead to significant difference in droplet morphology development, which is mainly reflected in the shape of ridge annular protuberance, fold region and posterior static point region of leeward surface. The numerical simulation of rigid sphere outflow shows that, There is a distinct correspondence between the early morphology of droplet deformation and the structure of the outflow field and the distribution of aerodynamic forces on the surface. Finally, a set of expressions for estimating the early deformation of droplets are derived by using the simplified theory, and the aerodynamic forces obtained by numerical simulation are obtained. It is found that the main driving force leading to droplet deformation is the extrusion effect of uneven pressure on the droplet surface. The piling effect of tangential flow caused by interfacial shear friction is about two orders of magnitude higher than that of the latter. The shape of the droplet calculated by the pressure action theory is in good agreement with the experimental images in terms of the main deformation characteristics and the magnitude of deformation.
【作者單位】： 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(11102204,11572313)
【分類號】：O35

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本文編號：1663176