激波管中非定常凝结现象的数值分析

引言天然气处理、输运过程中常采用节流制冷工艺,由于节流过程是一个不可逆熵增过程,效率比较低,这会导致压力能的较大浪费。根据已有的研究结果[1]:非定常流动的过程效率高于稳定流动的过程效率。基于非定常、交变流动过程的高效气波     

端口夹角对气波引射器性能的影响和预测

端口夹角是影响气波引射器性能的重要结构参数。本文通过数值模拟和实验研究探讨了端口夹角对气波引射器性能的影响机理,并得出了装置最佳端口夹角的预测方法。气波引射器存在一个最佳的端口夹角ψopt：当端口夹角大于该值时,等熵效率明显下降;若端口夹角小于最佳值,中压压力小于极值中压压力时,等熵效率随夹角的减小稍有降低,中压压力大于极值中压压力时,等熵效率急剧下降。数值模型的计算结果与实验值相一致,本文所建数值模型可准确预测最佳端口夹角。入口气体状态恒定时,最佳端口夹角不随中压压力的变化而改变,随转速的增大而线性增大。上述结论对气波引射器的设计和性能优化具有指导意义。     

纵向受迫扰动下直喷雾化特性数值模拟

基于Gerris网格自适应技术和高精度流体体积(VOF)函数方法,建立了受迫扰动的直喷雾化数值模型,分析了不同扰动频率和扰动幅度下高速柴油直喷雾化破碎过程及其喷雾场结构特征,获得了全场液滴的空间粒径分布.在理论和试验数据验证数值计算模型的基础上对受迫扰动直喷雾化特性和喷雾场结构进行了数值分析.结果表明:射流的频率响应影响可分为3个状态,当St0.3或St0.6时,射流的频率响应较弱,但雾化索特平均直径(SMD)及其分布集中程度比0.3St0.6时更好.此外,射流来流扰动幅度也会显著影响雾化效果.随着扰动幅度的增加,液柱破碎长度会急剧减小并最终趋于恒定,同时,雾化SMD及其分布集中程度也会得到明显改善.     

单开口脉冲管内真实气体的流动

The real gas effect is dominant at high pressure and low temperature, and it is modeled by complex equations of state other than perfect gas law. In the vicinity of liquid-vapor critical point, the real gas exhibits unusual gas dynamic behavior. In the present work, a transient wave fields in unilateral opening pulse tube is simulated by solving the Navier-Stokes equations incorporated with the Peng-Robinson thermodynamic model. The computational fluid dynamics (CFD) results show a remarkable deviation between perfect gas model and real gas model for contact interface and shockwave. The wave diagram based on the real gas model can help to solve the problem of offset design point.