本文將直接模擬蒙特卡洛（DSMC）方法中的時(shí)間計(jì)數(shù)器（Time Counter,TC）法按照噴霧領(lǐng)域?qū)σ旱闻鲎材Ｐ偷囊?對(duì)粒子碰撞頻率、碰撞域的劃分以及碰撞對(duì)的選取等方面進(jìn)行改進(jìn)。通過模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值的對(duì)比,表明相對(duì)O’Rourke模型與Nordin模型,TC模型對(duì)噴霧宏觀形態(tài)的預(yù)測(cè)以及對(duì)場(chǎng)內(nèi)液體體積分?jǐn)?shù)（液滴的空間分布）的計(jì)算更加準(zhǔn)確;對(duì)下游索特平均直徑的預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)值亦更加貼近。 

【文章來源】：工程熱物理學(xué)報(bào). 2019,40(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

碰撞域示意圖

９期??索少一等：適用于內(nèi)燃機(jī)噴霧的新液滴碰撞模型??２１８５??范圍內(nèi)的粒子數(shù)常常接近或超過８０個(gè)，當(dāng)？??（灼，２?ｘ?，在時(shí)間步長(zhǎng)仏’內(nèi)的碰撞次數(shù)為：??ＡＭｃ〇ｎＡｔ＇?＝?ｆ?（ｑｉ，ｑ２）?ｘ?４?Ｖｌ＾ａｔＡｔ，＾?（４）??ｘ?Ａｔｆｍａｘ??對(duì)于時(shí)間步長(zhǎng)Ａｆ過小的情況，碰撞域的劃分將??不以丑?＜?（仍，２?ｘ?Ａｉ）ｍａｘ為準(zhǔn)，替換為ｉ？?＜?（Ｖｌ，２ｘ??Ａ〇ｍａｘ，因此，碰撞域的設(shè)定按式（５）確定。??凡沾彡８０且ｉ？彡（巧，２?ｘ?Ａｔ，）ｍａｘ?（５）??當(dāng)Ｅ?？?（仍，２?ｘ?Ａ〇ｍａｘ?Ｂ寸，單位時(shí)間步長(zhǎng)Ａｉ內(nèi)??的碰撞次數(shù)為：??ＡＭｃ〇ｎ，Ａｔ?＝?／（９１，９２）?ｘ?－ｊ?；，１，２ｇｔＡｆ?ｒ—?（６）??－ｊｉ?（＾，２?ｘ??定義時(shí)間參數(shù)＝?Ａ＾／Ａｔ，其在時(shí)間Ａｔ內(nèi)??的碰撞次數(shù)為：??基于ＤＤＭ，對(duì)于噴霧場(chǎng)內(nèi)均為粒子的情況，單??位時(shí)間內(nèi)一對(duì)粒子的碰撞次數(shù)為：??ＡＭＰ＝兀（，、＋?？）、一?（９）??假設(shè)在相同的噴霧場(chǎng)內(nèi)，分布的液滴均為真實(shí)??小液滴，則單位時(shí)間內(nèi)兩組（每組分別含有Ｗ和９２??個(gè)粒子且假設(shè)每組粒子的速度，尺寸均相等）小液滴??的碰撞次數(shù)約為：??ＡＭｄ？，（ｒｉｔ，２）、２以?（１０）??其中，Ｋ以及Ｗ分別為兩種情況下的碰撞域體積。??顯然，式（９）沒有將“每個(gè)粒子代表不同數(shù)量的小液??滴”這一因素合理的加權(quán)在碰撞頻率的計(jì)算上。為盡??量使基于ＤＤＭ條件下的粒子碰撞條件與真實(shí)小液??滴發(fā)生碰撞的情況趨同，不妨令碰撞域％與Ｗ內(nèi)??的粒子數(shù)密度相等。則有：??ＡＭｃｏｉｉ．Ａｔ－?—?ｆ?｛Ｑｉ，Ｑ２）?ｘ?＾＾￣；—?（７）??－ｎ?（Ｖｌ，２?

２１８６??工程熱物理學(xué)報(bào)??４０卷??ｆｒａｎ（０，ｌ）?＜?ｙｗ’ｆ１’２?（１７）??（釋）ｍａｘ??式中，＜ｒ?yàn)榕鲎步孛�。�?dāng)大部分候選粒子所代表的真??實(shí)小液滴數(shù)％很小而９ｍａｘ很大時(shí)，則式（Ｉ７）的左??項(xiàng)將遠(yuǎn)小于１，此時(shí)粒子對(duì)中選的概率會(huì)很校根據(jù)??ＮＴＣ模型的碰撞理論，在一定尺寸的碰撞網(wǎng)格內(nèi)又必??須發(fā)生一定數(shù)量的碰撞，這樣就會(huì)拖累運(yùn)算的效率。??圖３兩粒子間的空間角度與相對(duì)速度??Ｆｉｇ．?３?Ｓｐａｔｉａｌ?ａｎｇｌｅ?ａｎｄ?ｒｅｌａｔｉｖｅ?ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｔｗｏ??ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??２模型的驗(yàn)證??Ｋｏ和Ｒｙｏｕ?在其文獻(xiàn)中通過雙噴嘴對(duì)噴的??實(shí)驗(yàn)對(duì)其新碰撞模型進(jìn)行了驗(yàn)證，本文引用其實(shí)驗(yàn)??結(jié)果對(duì)ＴＣ模型進(jìn)行驗(yàn)證。??圖４為雙噴嘴噴霧碰撞示意圖。其中，噴嘴為??直徑４００?ｐｍ的圓孔，噴射流體為水。將噴射壓力設(shè)??定為８?ＭＰａ、１０?ＭＰａ、１２?ＭＰａ，射流對(duì)碰角度込ｍｐ??分別為６０。和９０°，對(duì)碰距離氏ｍｐ分別為２〇?ｍｍ與??５０?ｍｍ。本文選取其中典型的６組算例進(jìn)行驗(yàn)證，具??體參數(shù)如下表所示。??＼＼?，?／／??Ｆｉｇ．?４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｍａｐ?ｏｆ?ｓｐｒａｙ?ｉｍｐｉｎｇｅｍｅｎｔ??表１實(shí)驗(yàn)條件??Ｔａｂｌｅ?１?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??算例序號(hào)??１??２??３??４??５??６??噴射壓力，Ｐｉｎｊ／ＭＰａ??８??１２??１２??１０??１２??１０??對(duì)碰角度，０ｉｍＰ／（°）??６０??９０??６０??９０??對(duì)碰距離，Ｓｉｍｐ／ｍｍ??－??２０??－??－??５０??－??噴嘴距離／ｍｍ


本文編號(hào)：3043489