含能气体射流在液体工质中扩展的两维模型及数值模拟

为了研究整装式液体发射药火炮燃烧稳定性的控制方法,针对渐扩型药室结构,建立了含能气体射流在液体工质中扩展的两维模型,应用FLUENT应用软件对非稳态气体射流与液体工质相互作用的过程进行了模拟。探讨了渐扩型结构尺寸、喷气压力和喷口直径参数变化对射流扩展形态的影响,获得了射流场等温线、等压线和等密度线图。结果表明:当渐扩尺寸比为0.8、喷气压力大于30MPa、喷孔直径大于2mm时,气体射流发展不稳定,气液湍流掺混强烈。模拟出的射流轴向扩展速度和实验结果基本吻合。

液体射流破碎机理及其在再生式液体发射药火炮中的应用

本文对液体射流各种破碎机理进行了讨论.对于再生式液体发射药火炮.假设液流破碎主要是由于环境气体和液流间的气动力作用引起的.根据扰动产生液流不稳定理论,确定出相应液滴形成的最大波长值以及从射流表面形成液滴的质量速率.并对120 mm再生式液体发射药坦克炮内弹道循环初期,进行了雾化计算.根据给出的近似液面燃速公式,估计再生式液体发射药火炮内弹道循环初期液体雾化所占比重,对再生式液体发射药火炮进行了液体燃料初期堆积的预测.

含能气体射流在液体工质中扩展过程的简化模型

为了控制整装式液体发射药火炮燃烧稳定性,针对稳燃渐扩型药室结构,利用高速摄影方法,观察了气体射流在液体中的扩展过程,测量了射流轴向扩展速率。在实验基础上,从湍浮力射流理论出发,建立了气体射流在液体中扩展的准稳态模型。借助四阶龙格-库塔法,编程模拟出气体射流的扩展特性。结果表明:随着轴向距离增加,射流中心线速率迅速递减,射流半宽度呈线性递增,计算值与实测值吻合较好。

含能液体雾化特性的实验研究

利用喷雾模拟装置和激光全息摄影系统 ,研究含能液体 H Y91 1在 8MPa喷射压力下的雾化特性 ,分析了含能液体喷雾场颗粒分布规律 。

再生式液体药火炮中受限射流雾化性能的研究

再生式液体发射药火炮（RLPG）中液体药射流雾化性能是影响弹道性能稳定性的主要因素之一。本文提出一种观测射流雾化形态的实验方法和相应的测试系统。利用所研制的测试系统，研究了受限空间中高速惰性液体和含能液体射流的扩展结构，环境反压、喷嘴形状和尺寸等各种参量对射流雾化形态的影响。分析了泰勒雾化理论和湍射流扩散理论对于RLPG的适用范围。在观测射流雾化性能的基础上，提出了进一步测定射流雾化规律的方法。

RLPG高压射流初始段测试及分析

再生式液体发射药火炮（ＲＬＰＧ）中，液体药在喷口处的流动特性影响到液体的雾化和燃烧，是控制ＲＬＰＧ内弹道过程的关键因素之一。该文针对园柱形轴对称射流建立了自由湍流射流模型，得到了射流的流速分布规律，利用该模型分析了射流的初始扩张角和完整射流核长度，并与实验结果进行了比较。

幂律型流体撞击射流破碎特性直接数值模拟

凝胶推进剂的双股射流撞击雾化广泛应用于液体火箭发动机的燃烧室中,其破碎特征及雾化效果直接影响燃烧效率。为探究雾化特性的发展规律,采用直接数值模拟DNS方法,对射流速度为100m/s的剪切稀化非牛顿液体正交撞击产生的雾化特征、液体表面积、表面波、涡特性以及非牛顿特性开展研究。结果表明,射流下形成的雾化流场迅速扩张形成液膜,液膜两侧边缘破碎成大量的液丝与液滴,核心部分产生撞击波后在气体力的作用下逐步发展为带有凸起和褶皱的不稳定表面波,其撞击波波长最大可达2.46倍射流直径。液体表面积不断增长,但无量纲表面积总体呈现先下降再上升的趋势。气体中的涡量分布则分为有序附着区和无序爆炸区两类,并且涡量主要集中分布于气相区域。此外,射流撞击时产生强剪切使该液体内部的粘性系数下降,最低仅为初始粘性系数的0.3倍。