《液體燃料霧化和蒸發的直接數值模擬》是依託浙江大學，由陳松擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：液體燃料霧化和蒸發的直接數值模擬
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：陳松
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目面向實際的工業需求和學術前沿，提出對液體燃料霧化和蒸發的若干關鍵基礎問題進行研究。在技術上將發展高精度的直接數值模擬，採用Level Set Method和Ghost Fluid Method相結合的界面捕捉技術，對液體射流的霧化和蒸發及其相互作用進行深入研究。主要涉及到液體射流霧化的理論和數值方法的研究,液體射流霧化影響因素的數值模擬研究,單個球形和非球形液滴蒸發的數值模擬研究,球形和非球形液滴群蒸發的數值模擬研究,液膜表面蒸發的數值模擬研究等。力圖揭示氣液兩相霧化和蒸發內在的多場、多尺度耦合作用機理，並構建可靠的數學物理模型，為工業套用中液體燃料的霧化、蒸發及其控制技術提供理論依據，從而推動國內外多相流學科的發展及其在能源轉化、動力推進等領域內的套用。
結題摘要
本項目圍繞液體燃料霧化和蒸發過程中的若干關鍵基礎問題，從技術發展和機理探究兩個方面展開工作。針對傳統的Level Set (LS)方法存在質量不守恆的性質，本項目創新性的提出了基於界面局部曲率修正質量損失的守恆型 LS 方法。基於該方法和Ghost Fluid Method (GFM)相結合的界面捕捉技術，本項目搭建了LS/GFM-DNS數值模擬軟體平台，該平台能有效地保證研究射流霧化時的精確度。在後續的研究中，本項目通過調整界面處的階躍條件，並考慮熱效應和混合效應對物體物性參數的影響，創新性地發展了液體霧化和蒸發的一體化直接數值模擬方法。機理方面，該項目首次針對旋流液膜的一次霧化進行了大規模的直接數值模擬，為探索一次霧化的機理提供了可靠的數據，為後面提出一次霧化模型提供了資料庫。此外，本項目對湍流對霧化的影響作用、液滴在變形和破碎條件下的非穩態曳力、液滴撞擊液膜的頸部射流及單液滴的蒸發過程進行了詳細的研究。本項目已發表或錄用文章11篇，資助會議若干次，主要培養研究生6人。本項目的研究內容為揭示氣液兩相霧化和蒸發內在的多場、多尺度耦合作用的詳細機理奠定了基礎，為工業套用中液體燃料的霧化、蒸發及其控制技術提供理論依據。
