激波冲击下液滴形态演化的数值模拟及机理研究
激波冲击下液滴形态的演化问题是可压缩多相界面流动研究中的经典课题，在诸多科技和工程中具有重要的应用背景。本文采用数值模拟的方法对这一问题进行了研究，探讨了其中的典型流场特征，并揭示了相关的流动机理，主要工作和研究成果如下: (1)计算研究了竖直壁面对激波冲击液滴动力学过程的影响，发现壁面距离L的变化直接影响反射激波与液滴的作用方式，冲击激波马赫数MS的增大会使得流动特征更为明显，液滴的变形也更为复杂。通过对四种典型算例中壁面峰值压力的监测，发现其最大值总是对应于第二极值，且均出现在对称轴附近，这一结果对于实际工程问题具有重要的指导意义。另外，研究结果表明，液滴运动总是先靠近壁面，然后远离壁面，在这个过程中不会与壁面相撞。 (2)计算研究了液滴形状对激波冲击液滴运动变形的影响，发现对于不同形状的椭圆液滴，只有增大激波强度MS，才会使波系结构出现明显差异。轴长比e和MS的改变均会对长形椭圆液滴的变形过程产生显著影响，形成分别由剪切作用和冲击作用主导的两种不同变形模态Ⅰ和Ⅱ;研究还表明液滴的流向变形率主要依赖于MS，受e影响较小。另外，液滴的质心速度会随着e的减小而增大，且其阻力系数Cd因尾迹脱涡的影响而发生剧烈的抖动，但在变形早期会稳定在0.9左右。
可压缩多相界面流动;激波冲击;液滴形态;数值模拟;流动机理
中国科学技术大学
硕士
流体力学
刘难生;陆夕云
2017
中文
O354
79
2017-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）