液滴变形与内部环流对阻力系数的影响
流体动力学
2023-07-21 v2
摘要
本研究采用数值方法考察液滴变形与内部环流对液滴动力学的影响。尽管液滴阻力是一个经典的研究领域，在理解大液滴运动方面仍存在理论空白。在喷雾燃烧等应用中，会生成不同尺寸的液滴并随流动运动。大液滴倾向于在流动中变形，并因这种变形与流动发生复杂相互作用。为了更好地模拟喷雾，需要增进对液滴的物理理解。在喷雾条件下，液滴处于高温高压环境，液气耦合增强。因此，与大气条件相比，变形和内部环流对液滴阻力系数的影响更为显著。为研究液滴形状和内部环流影响液滴动力学的机理，我们将使用直接数值模拟（DNS）模拟液滴在高压空气中以终端速度下落。将采用为多相流界面捕捉 DNS 开发的自主代码进行模拟。计算了阻力系数，结果与已有文献中微变形液滴的结果一致。结果表明，阻力系数与液滴变形和液滴内部环流直接相关。本文还建立了一种理论，以考虑 Weber 数和液/气性质在液滴变形中的作用。
引用
@article{arxiv.2207.00871,
title = {The effect of droplet deformation and internal circulation on drag coefficient},
author = {Yushu Lin and John Palmore},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.00871},
year = {2023}
}