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题名黏性对内空泡诱导柱状液滴界面不稳定性的影响
被引量：1
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作者
黄剑霖
宋广毅
王静竹
王一伟
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机构
中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室
中国科学院大学未来技术学院
中国科学院大学工程科学学院
广东空天科技研究院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期377-386,共10页
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文摘
Rayleigh-Taylor不稳定性存在于爆炸、液滴形成和液体喷雾等工程应用过程中,是流体力学关注的经典问题之一.内空泡振荡诱导液滴界面演化问题是其研究中基本模型之一,空泡振荡作用下液滴界面发生扰动并发展,其特征形态主要表现为破碎、通气和稳定.液体黏性是影响界面不稳定性发展的重要因素,文章通过建立高精度的数值模拟方法,开展液体黏性对内空泡诱导柱状液滴界面不稳定性的影响研究.在数值模拟中,基于开源OpenFOAM框架的多相可压缩求解器直接求解Navier-Stokes方程,采用isoAdvector的几何流体体积法捕捉界面演化特征.结果表明,液体黏性的增加会减缓空泡的收缩,进而减缓液滴界面扰动的发展,该影响下通气工况液滴通气发生时间增加,而稳定工况最大扰动幅值减小.最大扰动幅值的减小直接影响了液滴的特征形态,基于一系列数值模拟结果归纳得到液滴不稳定性相图.在文章讨论的参数范围内,随着黏性增加,小液滴(R_(d0)<2 mm)的形态从破碎转变为通气进而变成稳定;中液滴(2 mm <R_(d0)<3 mm)的形态从通气转变为稳定,不出现破碎形态;而大液滴(R_(d0)> 3 mm)的形态不随液体黏性改变,液滴形态会随着液体黏性增加趋于稳定.
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关键词
RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性
液体黏性
空泡振荡
柱状液滴界面不稳定
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Keywords
Rayleigh-Taylor instability
liquid viscosity
bubble oscillation
interfacial instability of cylindrical droplet
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分类号
O359
[理学—流体力学]
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