液滴碰撞和聚合模型研究

建立了描述液滴碰撞和聚合过程的数学模型,设计了一种高效的计算液滴碰撞对搜索算法,并在已有研究成果的基础上对液滴碰撞的结果做了进一步的发展.借助平滑粒子流体动力学方法两种实现方式各自的优点,将液滴间的相互作用局限在其周围一定数目的液滴之间,并采用积分核函数定义了液滴间碰撞的概率,通过数值模拟探讨了模型的特性.结果表明,所建模型对所采用的计算网格没有明显的依赖性,具有较高的计算精度和计算效率,不但能很好地维持系统动量的守恒性,而且对液滴初始尺寸分布没有明显的依赖性.

液滴碰撞聚合模型及其在喷雾燃烧流场中的应用

基于平滑粒子流体动力学方法的思想,建立了新的描述液滴间碰撞和聚合过程的数学模型,将相互碰撞的液滴局限在其周围一定数目的液滴之间,并对液滴间碰撞的概率进行了重新定义。数值计算结果表明:模型从根本上摆脱了O’Rourke模型对计算网格的依赖性,大幅度提高了计算效率和精度。在此基础上考虑液滴的变形、破碎及相变过程,采用Eu ler-Lagrangian方法和有限化学反应速率模型,对RBCC引射模态进行了三维两相喷雾燃烧流场数值模拟,并和实验数据进行了对比。结果表明:在RBCC自由引射模态,二次燃料喷射位置的适当后移会使燃料利用率提高,引射比增加,引射火箭推力增加。

数字化微混合反应器的研究

设计了一种数字化微混合反应器,对不同流体通过数字化微喷射生成微液滴,利用液滴间的碰撞和聚合实现试样与试剂间的微混合与反应。该微混合反应器由玻璃微流体器件拉制仪拉制的微管道进行粘接组合而成,内部无可动件,无需复杂的微加工技术,结构简单,制造成本低。进行了氢氧化钠溶液和酚酞溶液的混合反应实验,实验证明该混合反应器可以用于微混合反应。