阶梯喷嘴中注入气体的空化流大涡模拟
流体动力学
2021-03-02 v1
摘要
我们给出空化喷嘴流及注入气体的大涡模拟结果，研究喷嘴内空化、射流一次破碎、质量流率与气体夹带之间的相互作用。在强空化期间，脱离的蒸气结构可抵达喷嘴出口，导致 outflow 区域气体部分夹带入喷嘴。气体夹带可影响空化动力学、质量流率与射流破碎。此外，脱离蒸气结构的溃灭引发压力峰值，一方面放大湍流涨落并进而增强射流破碎，另一方面可损坏邻近壁面从而导致空蚀。我们的数值设置基于一参考实验，其中液态水通过阶梯喷嘴排入环境空气。空化液体与非冷凝气相采用正压均匀混合模型描述，数值模型采用高阶隐式大涡方法。所有组分的完全可压缩性均被考虑，使我们能捕捉蒸气结构溃灭的效应。研究了覆盖不同空化机制与射流特征的两种工况。重点置于研究空化对质量流与射流的影响以及部分气体夹带的作用。为此，对记录的时间分辨信号作频率分析。此外，评估了溃灭蒸气结构的动力学与强度。
引用
@article{arxiv.2103.00570,
title = {Large eddy simulations of cavitating flow in a step nozzle with injection into gas},
author = {Theresa Trummler and Daniel Rahn and Steffen J. Schmidt and Nikolaus A. Adams},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.00570},
year = {2021}
}
备注
accepted for publication in Atomization and Sprays, 24 pages, 12 figures