O’Rourke模型的网格依赖性及其改进研究

O’Rourke模型是目前应用最广泛的液滴碰撞模型,然而该模型在喷雾计算过程中存在着较强的网格依赖性问题。为了降低其网格依赖性,提出了一种新的交错网格碰撞(CMC:Cross Mesh Collision)液滴模型。该模型是对O’Rourke模型的一种扩展,即考虑了相邻单元边缘处液滴之间的碰撞,对单元内距离最远的液滴发生碰撞的可能性最大的问题,采用碰撞限制角进行了改进研究。将CMC液滴模型与KIVA程序相耦合,采用单孔喷嘴和定容室,在不同网格坐标、不同网格密度以及不同粒子数条件下,分别从喷雾结构和液滴平均尺寸两个方面,比较了CMC液滴模型和O’Rourke模型的模拟计算结果:新的CMC液滴模型在各种条件下均表现出较小的网格依赖性和粒子数敏感性;从粗略网格到精细网格,CMC液滴模型预测的喷雾液滴平均尺寸的变化从O’Rourke模型的30μm减小到5μm。