乱れ促進体による液噴流の微粒化促進に関する数値解析

湍流促进器促进液体射流雾化的数值分析

基本信息

批准号：
17760127
负责人：
柳岡英樹
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760127/
关键词：
界面微粒化液膜乱れ周波数応答非定常界面捕獲法数値解析

项目摘要

本研究では,噴射器内部に乱れ促進体を設置することによる液噴流の不安定化と液滴分裂に関する数値解析を行い,微粒化を促進する乱れスケールを明らかにすることを目的としている.今年度は,突起状の乱れ促進体を噴射器内部に設置した場合の液噴流の解析を行うことを目的として,第一ステップとして二種類の解析を行い,以下の知見が得られた.1.界面捕獲法の改良に関する研究本研究では,界面捕獲法の使用において問題となる数値拡散の影響を抑制させることを目的とし,最適化WENOスキームに基づく界面捕獲法を再構築した.主な改良点として,最適化WENOスキームにおける重み関数が界面の傾きを考慮して修正された.さらに,ACMにおける圧縮の度合いパラメータ,非物理的な体積分率の修正方法を改良した.本計算手法の妥当性を検証するため,二種類の移流問題の解析を行った.その結果,新しい界面捕獲法は数値拡散を抑え,従来の界面捕獲法より不連続の界面を鋭く捉えることができた.従来の界面追跡法や界面捕獲法と比較して,本計算手法は界面輸送における体積誤差が小さいことが明らかとなった.2.はく離流れの周波数特性に関する研究本研究では,軸対称急拡大管内の乱流場に関して,LESモデルを用いた三次元数値解析を行った.急拡大部ではく離したせん断層の巻き上がりにより,渦輪が周期的に放出される.下流では,渦輪は小規模渦に分裂され,中心軸上に管状縦渦構造が発達する.はく離せん断層は低周波揺動を繰り返し,渦輪は低周波揺動よりも高周波で放出される.低周波揺動はせん断層の不安定化を引き起こす要因の一つであり,渦輪の放出と強い関連がある.また,再付着領域からの渦放出周波数も低周波揺動の影響を受ける.本研究から,低周波揺動が流れ場における周波数特性を決定する重要な要素の一つであることが明らかとなった.

这项研究旨在阐明通过在喷油器内安装湍流启动子来促进微观雾化的湍流量表。今年，我们旨在分析液体射流时，将突出的湍流启动子安装在注射器内部，并进行了两种分析作为第一步，并获得了以下发现。1。在这项研究中改善界面捕获方法的研究，我们发现使用接口捕获方法的接口捕获方法的使用是。目的是抑制数值扩散的效果，这是一个问题，并重建了基于优化的WENO方案的接口捕获方法。作为主要改进，考虑到界面的斜率，对优化的WENO方案中的重量函数进行了修订。此外，改善了ACM中纠正压缩参数程度和非物理体积分数的方法。为了验证这种计算方法的有效性，分析了两种类型的对流问题。结果，使用新的接口捕获方法进行数值扩散。比传统的接口捕获方法更敏锐地捕获不连续的接口。与传统的接口跟踪和接口捕获方法相比，该计算方法在接口传输中具有较小的体积误差。2。研究本研究中分离流的频率特征，我们使用LES模型在轴对称迅速扩展的管道中进行了三维数值分析。在快速膨胀部分中，涡旋环通过剪切层定期释放。下游，涡旋环分为小规模的涡旋，并且在中央轴上形成管状纵向涡流结构。分离的剪切层反复引起低频振荡，并且涡旋环的发射频率高于低频振荡。低频振荡是导致剪切层不稳定的因素之一，并且与涡旋环的发射密切相关。另外，从重新振荡区域的涡流发射频率也受到低频振荡的影响。这项研究表明，低频振荡是决定流场频率特征的重要因素之一。