通过可视化耦合相位多普勒干涉仪表征 cryogenic LOX/Nitrogen 和 LOX/Helium 喷雾的一次凝结
流体动力学
2025-10-22 v1
摘要
为验证或启动用于数值模拟的滴�形成模型，需要代表火箭发动机注射条件的实验数据。我们在 MASCOTTE 测试台上构建了一个新型 cryogenic 舱室，用于在非化学反应条件下研究单一氧液喷雾的凝结，同时进行光学诊断。构建了一个测试方案，以探索液体火箭注射系统中固定雷诺数下 Weber 数和动量比范围内的纤维型样机，与现有研究进行比较。使用高速图像对纤维型样机进行定性描述和可视化，以准备滴径测量。采用相位多普勒干涉仪测量由氧液喷雾经共流气产生的滴径和速度。在 nozzle 出口附近进行滴径和速度测量，以提供一次凝结过程产生的滴droplet 数据，可用于数值模拟初始化。液心轴向速度和滴径分布的径向演化显示与文献中观察到的类似趋势。轴向速度在不同作业条件下（使用氦或氮作为原气）进行了研究，显示喷雾侧向速度增加。滴径的径向演化表明，滴径分布在喷雾边缘向较小尺寸移动，表明最大液体单元保留在 LOX 喷嘴附近。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.18543,
title = {Characterizing primary atomization of cryogenic LOX/Nitrogen and LOX/Helium sprays by visualizations coupled to Phase Doppler Interferometry},
author = {Nicolas Fdida and Yves Mauriot and Lucien Vingert and Arnaud Ristori and Marie Théron},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.18543},
year = {2025}
}