《同軸氣流式液體射流的非線性演化規律和失穩機理研究》是依託北京交通大學，由呂明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：同軸氣流式液體射流的非線性演化規律和失穩機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：呂明
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題將針對射流穩定性這一關鍵科學問題，以同軸氣流式液體射流為研究對象，採用理論解析、數值模擬與實驗研究相結合的方法，開展同軸氣流式液體射流的非線性演化規律和失穩機理研究。研究內容為：(1) 基於非線性穩定性理論，進行同軸氣流式液體射流表面擾動波發展及其對射流失穩的作用機制研究；(2) 採用直接數值模擬方法，研究中低液體Re數下同軸氣流式液體射流的演化規律，明確氣體引射作用下噴孔下游不同尺度渦結構的時空演變及剪下層界面的非線性演化；(3) 開展同軸氣流式液體射流形態及破裂模式的實驗研究，明確不同射流形態及其對應的破裂模式，各破裂模式對應的SMD及其分布規律；(4) 開展同軸氣流式液體射流的失穩機理研究，明確射流失穩原因及條件，建立射流各破裂模式產生及轉變的臨界條件表達式，給出射流破裂模式圖。通過本課題研究，可加深對同軸氣流式液體射流失穩機理的理解，並為控制液體射流的分裂與霧化效果奠定基礎。
結題摘要
本項目針對射流穩定性這一關鍵科學問題，以同軸氣流式液體射流為研究對象，採用理論解析、數值模擬與實驗研究相結合的方法，開展同軸氣流式液體射流的非線性演化規律和失穩機理研究。主要研究內容及取得的重要成果包括：(1) 基於非線性穩定性理論，建立了描述射流失穩的數學模型，並進行了同軸氣流式液體射流表面擾動波發展及其對射流失穩的作用機制研究；(2) 分別建立了有無考慮相變條件下，射流分裂液滴內氣泡生長及潰滅的數值模型，採用直接數值模擬方法，進行了射流分裂液滴內氣泡生長及潰滅的數值模擬研究；(3) 開展了同軸氣流式液體射流形態及破裂模式的實驗研究，明確了不同射流形態及其對應的破裂模式，並給出了索特平均粒徑的解析表達式；(4) 開展了同軸氣流式液體射流的失穩機理研究，明確了射流失穩原因及條件，建立了射流各破裂模式產生及轉變的臨界條件表達式，給出射流形態模式圖。本項目研究可以加深對射流穩定性這一科學問題的理解，並為有效控制射流的分裂與霧化效果進而改善發動機的動力性、經濟性以及排放特性提供依據，具有重要的理論意義和工程套用價值。
