弱可压缩均匀剪切湍流中有限尺寸蒸发液滴
流体动力学
2023-07-19 v3
摘要
我们对弱可压缩均匀剪切湍流（HST）中有限尺寸蒸发液滴进行界面分辨模拟。研究通过改变三个无量纲物理参数进行：初始气体温度与临界温度之比 、初始液滴直径与 Kolmogorov 尺度之比 以及表面张力即基于剪切的 Weber 数 。对最小 ，我们首先讨论用于评估气体热物理性质的三种热力学模型对蒸发率的影响：常物性模型与两种变物性方法（分别允许气体密度或所有气体性质变化）。以最后一种方法为参考，采用“1/3”法则评估的常气体物性模型，比仅气体密度为变物性的模型更好地预测蒸发率。此外，我们观察到众所周知的 Frössling/Ranz–Marshall 关联式在低温 下低估 Sherwood 数。接着，我们表明对于弱变形液滴，湍流中实际蒸发率与静止条件下计算值之比始终远大于一：其随 减小，在考虑的最高 下也不趋于一。这表明即使在典型燃烧应用条件下，湍流也增强蒸发。最后，我们考察更高 下的总蒸发率与局部界面质量通量，显示蒸发率与界面曲率的正相关，尤其在最低 时。
引用
@article{arxiv.2104.10184,
title = {Finite-size evaporating droplets in weakly compressible homogeneous shear turbulence},
author = {Nicolò Scapin and Federico Dalla Barba and Giandomenico Lupo and Marco Edoardo Rosti and Christophe Duwig and Luca Brandt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.10184},
year = {2023}
}