液体横向射流柱状破碎过程仿真研究

摘要

文章基于Couple Level Set and VOF 方法（简称CLSVOF 方法），对横向气体流场中的液体柱状破碎过程（liquid column breakup model）进行了仿真研究，并与实验结果进行了对比分析。仿真研究中使用的喷孔直径为0.3mm，研究的液体工质为水，液气两相的动量通量比的范围为10.2～80，气体韦伯数We 范围为3.44～6.47，液体雷诺数Re 范围为1136.6～2333.0。文章结合Matlab图像处理方法总结了以上条件下射流穿透深度曲线的经验公式，同时本文仿真结果表明：CLSVOF 方法是比VOF 方法更适用于多相流数值模拟的界面捕捉方法；液体射流表面的螺旋形波动是造成射流破碎的主要原因；射流柱状破碎过程中不但形成了大的液团，同时形成了较小的液滴，小液滴在流场中的跟随性比大液团好，在射流破碎过程中小液滴又会与大液团聚合，形成新的液团；流场中展向的不稳定涡对是造成射流整体震荡和破碎的重要原因。