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液滴撞击壁面气泡的产生及运动研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK42[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
  • 作者机构:[1]北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京100044, [2]北汽福田汽车股份有限公司工程研究院,北京102206
  • 相关基金:国家自然科学基金(51276011)、北京市自然科学基金(3132016)、国家高技术研究发展计划(863计划,2013AA065303)和内燃机燃烧学国家重点实验室开放基金(k2013-3)资助项目.
中文摘要:

液滴撞击壁面时,液滴与壁面问产生的气泡及其变化对液滴在壁面上的后续运动具有重要的影响。利用相界面追踪的复合Level Set-VOF方法和壁面润湿模型,通过气液两相流动与固壁相互作用的耦合求解,对液滴撞击壁面时气泡的产生及运动进行了研究。研究结果表明,撞击速度较大时,液滴与壁面间气体的压力远大于液滴内压力以及接触线附近区域液体和气体具有不同的速度分布特性是撞击壁面时液滴内产生气泡及气泡运动变化的主要原因;液滴与壁面间形成的气体层宽度将经历先增大后减小,并最终在液滴中心形成一个气泡的变化历程。液滴撞击速度小于一定值时,气泡最终半径与撞击速度呈近似线性关系,撞击速度对气泡最终半径影响较大;撞击速度超过一定值后,气体层最大宽度与撞击速度呈近似线性关系,但气泡最终半径基本不再受撞击速度的影响。

英文摘要:

The generation and movement of the bubble inside a droplet affect the movement of the droplet intensively when the droplet impacting on a wall. The generation and movement mechanism of the bubble inside an impacting droplet are researched by the coupled solution of the coactions of gas-liquid two-phase flows with wall, based on the combined Level Set-VOF method for gas-liquid interface tracking and the wall wetting model. The results show that the pressure between the droplet and wall far bigger than the pressure inside the droplet and the different velocity distribution of the liquid and gas beside the contact line are the primary causes of the bubble generation and movement when droplet impacting on a wall. The liquid layer width experiences an increase process first and then decrease, and finally forms a bubble. The final bubble diameter increases linearity with the impacting velocity and is affected intensively by the velocity when the impacting velocity is smaller than certain value. The maximum liquid layer width increases linearity with the impacting velocity, while the impacting velocity affects the final bubble diameter weakly when the impacting velocity is bigger than certain value.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603