气液两相涡街的数值计算

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1、表2固体燃料氢气、空气混合气模拟误差(à)底排来流温度比T0BöToa5.8206.140+5.4比热比之比KBöKa0.9160.915-0.1气体常数比RBöRa1.3861.540+11.4二次燃烧比率f(à)5250-4.0等;⑤排气与来流气体常数之比相等;⑥排气与来流总温比相等;⑦二次燃烧比率相等.(2)根据以上相似参数,利用氢气和空气部分预混可燃气进行模拟底排风洞实验,其结果与固体推进剂底排风洞数据在实用排气参数范围内一致性良好.模拟实验方法可用于广泛的底排气动特性研究.参　考　文　献1KorstHHetal.ATheo

2、ryforBasePressuresinTransonicandSupersonicFlow.METN39222,OSR2TN255239,Univ.ofIllinois,1955图2　气体与固体燃料底排特性曲线比较2　丁则胜,罗荣,陈少松等.底部燃烧实验技术研究.空气动力学学报,1993,(2):159～1633　小　结(1)根据KorstH.H.的跨超音速底压限制理论(1996年5月21日收到第1稿,导出了底排燃烧相似参数:①几何相似;②来流马赫数1996年12月2日收到修改稿)相等;③排气参数相等;④排气与来流比热比之比相1)

3、气液两相涡街的数值计算李永光林宗虎(华东工业大学动力学院,上海　200093)(西安交通大学能动学院,西安　710094)[1]摘要　本文利用有限差分法,建立了模拟气液两相涡两相涡街的基础上,发展了一种计算气液两相涡街街的物理模型和数值计算方法,成功地利用数值方法的方法,并成功地用数值计算方法模拟出了两相涡街模拟出了气液两相涡街及涡街中含气率分布等主要特及尾流含气率的分布等主要特征,计算结果与试验数征,该方法简便,理论计算出的结果与实验值相符较据比较证明该方法是可行的.流动工质为水和空气混好.合物,两相流流形为细泡状流形,流动方向垂

4、直向上.关键词　气体2液体混合物,卡门涡,柱,数值计算1　细泡状气液两相混合物流动的基本方程引　言本文的内容有以下两点假设:(a)来流的气泡非常小而且均匀分布;(b)气体不能溶解于液体,也没有对于气液两相涡街现象以及气液两相涡街的数值液体蒸发形成气体.计算,至今国内外研究的还很少.本文在广泛研究气液1)国家自然科学基金和动力工程多相流国家重点实验室开放研究基金资助项目.14力学与实践©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.xy采用均相流模型,在直角

5、坐标系中根据质量守恒x=0,u=u0,u=0;[3](4c)和动量守恒关系可列出如下方程llliA=0,P=P05(AQ)5(AQu)+i=0(1)5t5x出口iiij5uj5uli5P5SQ+uj=(1-A)QLFL-i+j(2)52ux5t5x5x5xx=L,uy=0,=0;25(AlQli)li5xG)5(AQGu5AQGwG+i=-i=(4d)5t5x5x2l25A5P5lAQG5(lAQ)5x2=0,5x2=0ii(3)5xk5x式中:lA为空隙率;Q为混合物密度,kgöm3;ui为混合2.2网格的划分及求解方法物速度矢量

6、在i方向分量,mös;P为混合物压强,Nö在流动方向(x方向)网格采用分段非均匀划分,m2;wi(w)在i方向即从进口边到涡街发生体网格逐渐加密,由涡街发生G为气体扩散速度矢量G=uG-u分量,mös;Fj体至出口边网格逐渐变稀,y方向采用均分网格.L为单位质量水的质量力在j方向的分量,Nökg;Sij为混合物切应力张量分量,Nöm2;k为气用有限体积法离散基本方程组式(1)～(3),算[3]体与液体之间的摩擦系数.Sij和k的确定参见文献[1,法采用Simplest算法,该法有以下两个特点:(1)对2].流项采用迎风格式,这是一个

7、绝对稳定的格式且对流项与扩散项的影响系数可以分离开;(2)扩散项采用2　数值求解过程线性迭代而对流项采用点迭代,点迭代的收敛速度比2.1　求解区域和边界条件较慢,但由于对流项与压力项之间的耦合关系等原因,模拟气液两相涡街的物理模型,坐标系统和求解正希望利用这一特性以防止迭代发散,这种混合式的区域如图1所示.计算方法有利于促进象旋涡脱落这样强烈非线性问题的迭代过程的收敛.2.3初始条件首先在求解区域内各网格点上赋初值,经过一定次数的迭代计算,在涡街发生体后部会出现两个对称的分离涡,此对涡并不是交替脱落旋涡的涡街,必须在流场中某处给一非

8、对称的扰动,本文是在涡街发生体下游7个物体宽度靠右边的一个网格点上加以扰动,从而诱导出涡街.计算中的这一现象,实际上恰好反映了涡街产生的物理本质,在实际流动中,当流动的雷诺数超过某一临界值时,流动将处于不稳定状态,由于某种外界的随机干