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相似文献
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1.
杨磊  韩肇元  谢鹏 《实验力学》2004,19(1):13-18
在轴向气流作用下液体轴对称抛撒的研究,是以飞行物体在运动状态下向大气抛撒液体燃料所导致的破碎和雾化为背景的。为了研究在轴向气流作用下液体轴对称抛撒所产生的雾场特性,本文提出了一种新的组合型实验设备。该设备由两台激波管、一套电子同步控制系统组成,可以观察在轴向气流作用下液体轴对称抛撒、破碎和雾化的过程。通过在此设备上的一系列实验,获得了在不同压力和不同气流速度下液体轴对称抛撒的近场纹影照片。通过对照片的研究发现,液体轴对称抛撒具有两个明显的阶段:液核生长阶段和液核稳定阶段。另外近场云雾区轮廓有明显的转折点,此转折点即为液核发生首次破碎的位置。进一步分析表明,轴向气流能促使液体轴对称抛撒首次破碎发生的时间缩短。  相似文献   

2.
杨磊  韩肇元 《实验力学》2005,20(2):186-192
液体轴对称抛撒的实验研究是以云雾爆轰武器的研制为背景的。为了研究轴向气流作用下液体轴对称抛撒二次破碎所形成的雾化场特性,本文利用两台激波管并对之加以改造,成功地在实验室实现了轴向气流作用下液体的轴对称抛撒。为了研究其雾化场的远场特性,本文利用激光粒子测量仪获得了在不同实验工况和不同位置下的雾化场SMD分布曲线。实验数据表明,由于轴向气流速度的增加,液体破碎的Weber数得到了提高,导致二次破碎初期雾化场的SMD随之减小;随着抛撒驱动压力的提高,二次破碎初期雾化场的SMD也随之减小;在同一工况下,雾化场SMD随着测量位置与喷口距离的增加而变大。  相似文献   

3.
液体环轴对称抛撒首次破碎的实验研究和稳定性分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
蔡庆军  韩肇元 《实验力学》1999,14(2):142-149
首次破碎是液体抛撒、破碎过程中一个非常重要的阶段.本文提出了一种新的实验设备,并通过在这套实验设备上的一系列实验,得到了在不同激波马赫数、不同的液体种类和不同的抛撒容量下液体首次破碎过程的照片.实验结果表明,在确定的抛撒条件下,液体环的失稳,即不稳定的发生、发展并最终导致液体环破碎的过程,是由于液体环运动的加速度改变方向而引起的  相似文献   

4.
激波诱导气流与液幕、液柱相互作用的实验研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
利用激波管对激波诱导气流与液幕、液柱的相互作用进行了实验研究。通过比较发现,这种相互作用下的液体块变形破碎过程与以往对于液滴进行的研究结果很不相同。当激波与液幕相互作用时,阴影照片和直接照相都表明,液幕的变形破碎行为有很强的三维性,较之液滴的变形破坏机理更为复杂,并且在局部区域,初始时刻液幕破碎抛撒的速度相较激波诱导气流速度为快,本文应用一维变截面激波管理论对这一现象进行了理论分析。  相似文献   

5.
《实验力学》2004,19(4):526-530
磁流变弹性体剪切性能的动态实验研究王 桦 ,周刚毅 ,方 生 ,张培强 ( 1 ,1 )…………………………………………杭州大剧院风压分布的风洞试验研究田森源 ,楼文娟 ,王高帆 ,沈国辉 ,孙炳楠 ,周 嵘 ( 1 ,6)………………………在轴向气流作用下液体轴对称抛撒的近场研究杨 磊  相似文献   

6.
轴对称液体环的形成、变形和破碎的研究   总被引:2,自引:2,他引:2  
为了实现液体环的轴对称径向扩展运动,提出了一种新的实验方法及设备。这种新的实验设备是由垂直的无膜激波管和液体环发生器所组成,可以用来观察轴对称液体环的形成、变形和破碎过程。轴对称液体环抛撒过程的实验研究已在这种实验设备上完成,并得到了相应的一系列流场照片。对实验结果的分析表明,液体表面的不稳定性是造成液体环破碎的主要原因。  相似文献   

7.
有约束、轴对称抛撒条件下液体破碎、雾化的远场研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
万群  韩肇元  杨磊  王春 《实验力学》2003,18(4):452-457
液体轴对称抛撒在研制云雾爆轰武器中有着重要的实际应用背景和学术研究价值,由于过去这方面大量的工作集中在野外场地中进行,对液体燃料抛撒初期及后期形成的云雾区特性缺少细致的实验研究,本文用垂直无膜激波管与液体抛撒发生器结合起来,用多根隔条形成不同宽度的间隙,利用激光粒子测量仪研究在有约束的条件下,液体破碎、雾化的远场特性,并得到了一些结论。  相似文献   

8.
强冲击波作用下液体抛撒的实验研究   总被引:7,自引:0,他引:7  
通过强冲击波作用下液体抛撒的系列实验,总结分析了抛撒液体尺寸、爆炸装药量、抛撒液体性质等对液体抛撒运动过程、抛撒半径及液体抛撒作用时间的影响,发现强冲击波作用下液体抛撒速度随时间呈指数衰减,不同的实验参数对衰减系数将产生一定影响。  相似文献   

9.
针对爆炸驱动固/液介质抛撒混合过程设计了透明双层抛撒装置。采用高速运动分析系统记录抛撒装置壳体破碎和固/液界面、固/液介质抛撒形态的演变过程,结果表明:壳体裂纹的产生和断裂首先出现在轴向方向;固/液界面在外层壳体破碎之前清晰可见,表明固/液介质的混合主要发生在壳体破碎之后;导爆索驱动下呈现滑移爆轰驱力特征,介质抛撒形状呈倒圆台形,不同截面处的介质运动速度随截面到起爆端轴向距离的增大而减小。  相似文献   

10.
液体在气流作用下的喷射抛撒过程是流体力学研究中令人感兴趣的重要领域,笔者采用改进后的激波管实现了激波作用下液体的喷射抛撒,并通过阴影照相和激光散射法分别对液体的抛撒状态和抛撒液滴的直径进行了测量,研究表明,在喷射过程中,流场中固定位置所测得的液滴Sarter平均直径随时间的发展而逐渐减小,在开始时时刻液滴直三小较快而最终渐趋平缓;在对不同抛撒距离雾化场的测量中发现,没位置测得的颗粒最大直 隧测得位  相似文献   

11.
圆环旋转黏性液体射流空间不稳定性研究   总被引:4,自引:2,他引:2  
阎凯  宁智  吕明 《力学学报》2012,44(4):687-693
利用线性稳定性理论, 进行了液体黏性对不同旋转强度下圆环旋转液体射流 空间不稳定性影响的研究. 在推导出的三维扰动下具有固体涡核型旋转速度分布的圆环旋转 黏性液体射流色散方程的基础上, 针对中低速射流, 进行了类反对称模式与类对称模式下圆 环旋转黏性液体射流的空间不稳定性分析. 研究结果表明, 对于旋转强度较大的圆环旋转液 体射流, 液体黏性的增加, 不利于射流的破碎; 随着液体黏性的增加, 射流的特征频率和最 不稳定波数减小. 然而, 对于旋转强度较小的圆环旋转液体射流, 液体黏性的增加, 有利于 射流的破碎; 随着液体黏性的增加, 类反对称模式下射流特征频率先减小后增大, 类对称模 式下射流特征频率增大; 随着液体黏性的增加, 类反对称模式下射流最不稳定波数先减小后 增大, 类对称模式下射流最不稳定波数增大.  相似文献   

12.
液体环轴对称抛洒首次破碎的理论分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
对于水和无水乙醇环形轴对称抛洒实验的首次破碎结果的分析表明,在给定实验条件下,液体密度大约是气体的1000倍,液体首次破碎的过程分2个阶段:首先,界面不稳定性非线性发展,液体尖钉在惯性力和空气阻力的作用下,拉伸变细变长;然后在射流不稳定性的作用下,断裂成液体珠串。这个理论分析给出的首次破碎的平均液体直径与实验结果基本一致。理论分析表明,无水乙醇破碎液滴的平均直径比水液滴小,是无水乙醇表面张力值仅为水的1/3的一个必然结果。  相似文献   

13.
Air-assisted atomizers in which a thin liquid sheet is deformed under the action of a high-speed air flow are extensively used in industrial applications, e.g., in aircraft turbojet injectors. Primary atomization in these devices is a consequence of the onset and growth of instabilities on the air/liquid interfaces. To better understand this process, a temporal linear instability analysis is applied to a thin planar liquid sheet flowing between two semi-infinite streams of a high-speed viscous gas. This study includes the full viscous effects both in the liquid and gas basic states and perturbations. The relevant dimensionless groups entering the non-dimensional Orr–Sommerfeld equations and boundary conditions are the liquid and gas stream Reynolds numbers, the gas to liquid momentum flux ratio, the gas/liquid velocity ratio, the Weber number and the equivalent gas boundary layer to liquid sheet thickness ratio. Growth rates and temporal frequencies as a function of the wave number, varying the different dimensionless parameters are presented, together with neutral stability curves. From the results of this parametric study it is concluded that when the physical properties of gas and liquid are fixed, the momentum flux ratio is especially relevant to determine the instability conditions. It is also observed that the gas boundary layer thickness strongly influences the wave propagation, and acts by damping sheet oscillation frequency and growth. This is especially important because viscosity in the basic gas velocity profile has always been ignored in instability analysis applied to the geometry under study. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.  相似文献   

14.
A thin circular liquid sheet can be formed by impinging two identical round jets against each other. The liquid sheet expands to a certain critical radial distance and breaks. The unsteady process of the formation and breakup of the liquid sheet in the ambient gas is simulated numerically. Both liquid and gas are treated as incompressible Newtonian fluids. The flow considered is axisymmetric. The liquid-gas interface is modeled with a level set function. A finite difference scheme is used to solve the governing Navier-Stokes equations with physical boundary conditions. The numerical results show how a thin circular sheet can be formed and break at its circular edge in slow motion. The sheet continues to thin as it expands radially. Hence, the Weber number decreases radially. The Weber number is defined as ρu 2 h/σ, where ρ and σ are, respectively, the liquid density and the surface tension, and u and h are, respectively, the average velocity and the half sheet thickness at a local radial location in the liquid sheet. The numerical results show that the sheet indeed terminates at a radial location, where the Weber number reaches one as observed in experiments. The spatio-temporal linear theory predicts that the breakup is initiated by the sinuous mode at the critical Weber number We c =1, below which the absolute instability occurs. The other independent mode called the varicose mode grows more slowly than the sinuous mode according to the linear theory. However, our numerical results show that the varicose mode actually overtakes the sinuous mode during the nonlinear evolution, and is responsible for the final breakup. The linear theory predicts the nature of disturbance waves correctly only at the onset of the instability, but cannot predict the exact consequence of the instability.  相似文献   

15.
The near orifice spray breakup at low GLR (gas to liquid ratio by mass) values in an effervescent atomizer is studied experimentally using water as a simulant and air as atomizing gas. From the visualizations, the near orifice spray structures are classified into three modes: discrete bubble explosions, continuous bubble explosions and annular conical spray. The breakup of the spray is quantified in terms of the mean bubble bursting distance from the orifice. The parametric study indicates that the mean bubble bursting distance mainly depends on airflow rate, jet diameter and mixture velocity. It is also observed that the jet diameter has a dominant effect on the bubble bursting distance when compared to mixture velocity at a given airflow rate. The mean bubble bursting distance is shown to be governed by a nondimensional two-phase flow number consisting of all the aforementioned parameters. The location of bubble bursting is found to be highly unsteady spatially, which is influenced by flow dynamics inside the injector. It is proposed that this unsteadiness in jet breakup length is a consequence of varying degree of bubble expansion caused due to the intermittent occurrence of single phase and two-phase flow inside the orifice.  相似文献   

16.
为研究射流在水动力作用下的碎化特性,采用有限体积法对轴对称坐标下Navier-Stokes方程进行了求解,考虑重力和表面张力的影响,并通过Volume-of-Fluid法与Level-Set法成功捕捉到界面的不稳定发展、变形及射流碎化过程,分析了流场内部速度场和压力场分布,结果表明,射流碎化长度随Re/We“5数呈指数型增加,最后探讨了射流速度、直径及周围流体密度、粘性等参量对射流的碎化过程的影响规律.  相似文献   

17.
介绍了激光散射法测量颗粒尺寸系统的工作原理和标定结果,并对液体环轴对称抛撒进行了光学测量。实验结果表明,液体环二次破碎产生云雾区的液滴Sauter平均直径在固定点随时间的增加呈减小的趋势,而云雾区的宽度和云雾区前缘的液滴颗粒的Sauter平均直径则随测量的距离增加均有所增加。  相似文献   

18.
气流作用下同轴带电射流的不稳定性研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
李帅兵  杨睿  罗喜胜  司廷 《力学学报》2017,49(5):997-1007
通过对气体驱动同轴电流动聚焦的实验模型进行简化,开展了电场力和惯性力共同作用下同轴带电射流的不稳定性理论研究.在流动为无黏、不可压缩、无旋的假设下,建立了三层流体带电射流物理模型并得到了扰动在时间域内发展演化的解析形式色散关系,利用正则模方法求解色散方程发现了流动的不稳定模态,进而分析了主要控制参数对不稳定模态的影响.结果表明,在参考状态下轴对称模态的最不稳定增长率最大,因此轴对称扰动控制整个流场.外层气流速度越高,气体惯性力越大,射流的界面越容易失稳.内外层液-液同轴射流之间的速度差越大,射流越不稳定.表面张力对射流不稳定性起到促进作用.轴向电场对射流不稳定性具有双重影响:当加载电场强度较小时,射流不稳定性被抑制;当施加电压大于某一临界值时,轴向电场会促进射流失稳.临界电压的大小与界面上自由电荷密度和射流表面扰动发展关系密切.这些结果与已有的实验现象吻合,能够对实验的过程控制提供理论指导.  相似文献   

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