平面激波冲击并排液滴的三维数值模拟研究

采用三维守恒清晰界面数值方法,研究平面激波冲击并排液滴的动力学过程.研究的焦点在于激波接触液滴后的复杂波系结构生成,以及并排液滴相互耦合作用诱导的单个液滴非对称界面演化.首先,分析并排液滴之间界面通道内的波系结构发展,发现在冲击初期由于反射激波相交而形成新的反射激波以及马赫杆;这些流动现象与液滴另外一侧(非通道侧)由激波反射所形成的弯曲波阵面截然不同,而且所导致的液滴横向两侧流场差异是中后期冲击过程液滴两侧界面非对称演化的主要原因.其次,研究冲击中期时,特别是入射激波已运动至液滴下游并远离并排液滴,界面形态的演化过程和规律,揭示通道下游出口处由于气流膨胀导致的界面闭合、以及随后气流阻塞导致的界面破碎等新的流动现象.最后,研究液滴间距对并排液滴相互作用的影响规律,发现液滴间距大小与通道内压力峰值具有明显的关联关系.研究表明,更小的液滴间距不仅带来更大的压力峰值,而且使得峰值出现的时间更早.