相变对激波与正十二烷液滴相互作用影响的数值研究
流体动力学
2023-06-21 v1
摘要
在实际推进系统中，激波-液滴相互作用常伴随相变，这对液滴的变形与破碎有显著影响。本文通过高分辨率数值模拟，研究相变对受激波冲击的正十二烷液滴推进、变形与破碎的影响。首先，我们对有无相变模型下的激波与正十二烷液滴相互作用进行了对比研究。激波的冲击改变了液滴周围的压力与温度分布，导致液滴迎风面液化。在相变影响下，迎风面上的开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHI）波增强，而液滴背风面上的KHI波发展受汽化抑制。此外，发现相变同时抑制了液滴赤道处圆柱的压扁与液片的剪切。接着，我们考察了马赫数对考虑相变时激波-液滴相互作用的影响。随着激波马赫数增大，液滴的压扁与汽化受到抑制，迎风面KHI波与液滴赤道处液片剪切剥离增强。在较高马赫数下，基于SIE破碎机制，液片剪切剥离在变形与破碎过程中比液滴压扁起更主导作用。
引用
@article{arxiv.2306.11255,
title = {Effect of phase change on shock wave and n-dodecane droplet interaction with numerical investigation},
author = {Jiaxi Song and Tian Long and Shucheng Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.11255},
year = {2023}
}
备注
35 pages, 19 figures