欠膨胀射流中惯性颗粒的实验与数值研究
流体动力学
2025-01-14 v1
摘要
对欠膨胀射流中的惯性颗粒进行了实验和数值模拟。通过改变喷管压力比来控制射流结构，而通过改变颗粒尺寸和质量载荷来控制颗粒对产生的激波和稀疏波模式的影响。使用超高速纹影法和拉格朗日颗粒追踪在实验上确定两相流的物理量。采用高阶、低耗散的气相离散化进行三维模拟，同时以拉格朗日方式逐个追踪颗粒。提出了一种简单的双向耦合策略来处理激波附近的相间交换。报告了在广泛的压力比、颗粒尺寸和体积分数范围内各相的速度统计量。量化了颗粒影响Mach盘位置的程度，并与文献中的先前工作进行了比较。此外，提出了一个基于一维Fanno流的半解析模型，该模型考虑了颗粒的体积位移以及由阻力和传热引起的相间交换。发现Mach盘的偏移百分比与质量载荷、喷管压力比、相间滑移速度成正比，与颗粒直径成反比。
引用
@article{arxiv.2404.07329,
title = {Experimental and numerical investigation of inertial particles in underexpanded jets},
author = {Meet Patel and Juan Sebastian Rubio and David Shekhtman and Nick Parziale and Jason Rabinovitch and Rui Ni and Jesse Capecelatro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.07329},
year = {2025}
}