基于移动粒子半隐式方法的旋流液膜破碎过程模拟

作者：勾文进; 陈**; 张帅; 郑耀

来源：推进技术, 2020, 41(07): 1529-1535.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.190404

• 锥形液膜
• 初始雾化
• 移动粒子半隐式法
• 破碎过程
• 离心式喷嘴

为实现旋流初始雾化中液膜破碎过程的直接数值模拟,基于GPU (Graphics processing unit)加速和移动粒子半隐式方法 (Moving particle semi-implicit method, MPS),开发了离心式喷嘴液膜破碎过程的并行加速数值模拟方法与程序,模拟了喷雾场三维形态特征和初始雾化破碎过程。模拟结果成功捕捉到了液膜形成、液膜破碎成液丝继而破碎成液滴的瞬态过程。模拟得到的雾化破碎过程与实验拍摄结果基本吻合。模拟了不同射流速度下的旋流液膜破碎过程,模拟得到的液膜初始破碎长度与经验公式计算结果趋势一致,二者吻合较好,最大误差为24.2%,模拟得到的液膜半锥角与实验值较为吻合,误差为10.6%。表明开发的模拟方法与程序的准确性,为后续离心式喷嘴的液膜雾化过程及雾化特性研究打下基础。

• 单位
  浙江大学; 上海飞机设计研究院; 航天学院