气相中双液滴正碰过程数值模拟研究

摘要：液滴碰撞现象普遍存在于动力装置燃烧室喷嘴的下游区域,影响燃料的雾化性能。为了揭示相同直径的双液滴中心碰撞机理,求解了轴对称坐标系下的N-S方程,采用VOF（Volume of Fluid）方法捕捉液滴碰撞过程中气液自由表面的演化规律。利用Qian等提供的实验结果对计算模型进行数值校验,验证了模型的准确性。在此基础上,研究了环境压强对液滴碰撞反弹后不同结果（分离和融合）的影响,分析了环境压强和Weber数对液滴碰撞分离的影响。结果表明,液滴在碰撞反弹后的状态（分离或融合）是由液滴间气膜压强与环境气动阻力共同作用的结果,环境压强对液滴碰撞分离过程基本没有影响;Weber数越大,碰撞过程中变形的幅度越大。

关键词：液滴 正碰 vof方法 数值模拟 

单位：解放军信息工程大学导航与空天目标工程学院 郑州450001 国防科学技术大学航天科学与工程学院 长沙410073