高速液滴撞击表面的模拟与分析建模
流体动力学
2024-02-01 v1
摘要
液滴撞击表面的流体动力学与多种工业应用密切相关。然而，高撞击速度引入了可压缩效应，导致材料侵蚀。对这些效应理解和建模的不足促使了本研究。我们模拟了液滴撞击表面的过程，并提出了一种用于撞击压力和液滴转向线的新分析模型，旨在预测增强的空化现象。液滴后方高度压缩的液体向侧面膨胀，引起横向射流。当液滴遇到激波时，激波反射为稀疏波，导致液滴内部出现低压区。这些区域在液滴中心汇聚，引起空化，空化溃灭时诱发另一道激波，从而加剧侵蚀。使用既有的低速撞击模型显示出显著偏差。因此，本文引入了一种考虑横向射流特征长度尺度的转向线半径分析模型。将我们的模型与现有模型比较，新模型展现出更优的预测精度。
引用
@article{arxiv.2311.09328,
title = {Simulation and analytical modeling of high-speed droplet impact onto a surface},
author = {Yanchao Liu and Xu Chu and Guang Yang and Bernhard Weigand},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.09328},
year = {2024}
}