用于液体燃料爆轰欧拉-拉格朗日模拟的动态液滴破碎模型
流体动力学
2024-04-05 v1
摘要
本研究提出了一种动态模型，以反映两相爆轰流中液滴破碎过程的物理图像。该破碎模型被集成到基于开源计算流体力学平台 OpenFOAM 开发的两相爆轰求解器中，并在一维和二维爆轰问题中与三种主流模型（TAB、PilchErdman 和 ReitzKH-RT 模型）在不同液滴直径下进行了比较。模拟结果表明，本破碎模型能很好地预测实验测定的爆轰参数，如爆轰波速和波后温度。此外，本模型的优势在于无需 KH 破碎时间参数，而 ReitzKH-RT 模型需要该参数来拟合实验数据。一维爆轰模拟表明，不同的破碎模型对爆轰波速影响较小，因为只要液滴破碎过程足够快以维持爆轰，就不会显著影响总放热量。然而，二维爆轰模拟表明，由于不同模型预测的液滴分布不同，破碎模型和液滴初始直径均显著影响爆轰胞格尺寸。破碎长度（即从激波到出现足够小子液滴位置的距离）影响化学反应区厚度，进而影响爆轰胞格尺寸。较长的破碎长度将导致更大的爆轰胞格尺寸。
引用
@article{arxiv.2404.03170,
title = {A Dynamic Droplet Breakup Model for Eulerian-Lagrangian Simulation of Liquid-fueled Detonation},
author = {Wenhao Wang and Miao Yang and Zongmin Hu and Peng Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.03170},
year = {2024}
}