[发明专利]可压流体跨音速流动过程中的液滴雾化三维数值模拟方法

摘要

本发明提供一种可压流体跨音速流动过程中的液滴雾化三维数值模拟方法，涉及精细雾化领域。本发明运用数值模拟方法实现了三维模型空间中从跨音速流场的产生到其内液体粒子破碎的过程的仿真，所建立的数值模型与计算步骤可为不同形状的基于拉瓦尔机构的喷管内部的跨音速流场内液体破碎过程、破碎机理、粒子位置分布、粒径分布以及粒子速度分布等进行三维状态的可视化和分析，所建数值模型对不同气流入口、出口边界条件的流动中不同液体粒子的初始条件下的破碎过程与结果提供准确预测和最直观的理论依据。

主权项

1.一种可压流体跨音速流动过程中的液滴雾化三维数值模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：利用数值模拟软件生成拉瓦尔结构侧壁曲线的参数方程，利用求出的参数方程在二维轴对称空间模块内建立拉瓦尔结构几何实体模型；步骤2：建立二维轴对称流场计算数值模型并设定入口、出口边界条件；步骤3：对流场几何模型进行非结构化网格划分与网格参数设定；步骤4：利用稳态计算方法对拉瓦尔管内的可压缩跨音速流场分布结果进行计算；步骤5：将稳态计算结果导出生成流场数据参数方程；将计算跨音速流场各点的气体温度、气体压力、气体密度、气体动力粘度、气体的轴向、法向和切向三个方向的速度的结果导出为txt文件，生成三维基底的参数方程；步骤6：绘制拉瓦尔结构侧壁曲线，在三维空间中利用空间平面旋转生成三维拉瓦尔结构内气体实体几何模型；步骤7：建立可压缩流体跨音速管内流动中粒子破碎追踪数值模型；步骤8：根据跨音速流场内液体粒子破碎机理对几何模型进行非结构化网格划分并向轴对称网格近似，进一步确定瞬态计算的初始时间、时间步、终止时间；步骤9：对粒子破碎过程进行瞬态计算并进行粒子释放位置、释放角度不同时的追踪后处理。