旋转气体介质对环膜液体射流破碎不稳定性影响的研究

利用线性不稳定性理论研究了旋转气体介质对黏性环膜液体射流破碎的影响。研究结果表明，无论是轴对称模式还是非轴对称模式，由液体环膜内部气体介质旋转所产生的离心力是液体射流的失稳因素，有助于液体射流的破碎。另外，由液体环膜外部气体介质旋转所产生的离心力是液体射流的促稳因素，不利于液体射流的破碎。当相同强度的旋转同时存在于内部和外部气体介质中时，对于轴对称模式，内部气体介质的影响显著，而对于非轴对称模式，则外部气体介质的影响更为明显。通常情况下，非轴对称模式的扰动增长率强于轴对称模式的扰动增长率，因此会在环膜液体射流的破碎中占据主导地位。     

实际射流参数对加热条件下液体燃料射流不稳定性的影响

利用线性热不稳定性理论,对黏性液体射入高温气体介质所对应的色散方程进行了数值求解．利用所得到的计算结果,研究了加热条件下射流速度、气液密度比、液体黏度、温度梯度及液体种类等实际射流参数对射流最大扰动增长率及占优波数的影响规律．研究结果表明：对于加热条件下Reyleigh模式的液体射流,气液密度比、温度梯度是射流破碎的失稳因素,而射流速度、液体黏度则是液体射流破碎的促稳因素;对于Taylor模式的液体射流,射流速度、温度梯度、气液密度比是射流破碎的失稳因素,而液体黏度是液体射流破碎的促稳因素．研究结果同时证明了液体种类的改变对射流不稳定性的影响是多种因素共同作用的结果．     

液体燃料射流破碎的热不稳定性分析

利用线性不稳定性理论,基于基本控制方程和边界条件,获得了表征黏性液体射流射人高温气体介质的射流不稳定性所对应的色散方程,并对该方程进行了数值求解,根据计算结果,分析了若干因素对加热条件下Reylei曲模式和Taylor模式液体射流热不稳定性的影响,结果表明,对上述两种模式的液体射流,由温度梯度引起的热毛细力是促进射流破碎的重要原因,并且这种作用在Taylor模式液体射流中表现更为显著。     

射流参数对加热条件下液膜射流破碎不稳定性的影响(2)--射流参数对液膜对称模式破碎的影响

利用对具有温度梯度的粘性液膜射流模型进行的不稳定性计算结果，研究了实际射流参数（射流速度）气体密度，液体粘性，液膜厚度，温度梯度，液体种类等）对对称模式扰动作用下液膜射流大，小尺度破碎模式破碎特征的影响规律，并探讨了决定液膜射流破碎尺度的实际因素。     

液体燃料射流最不稳定频率的理论分析(1)--液体燃料射流的最不稳定频率及无量纲数的影响

利用线性不稳定性理论,对粘性液体燃料射流射入气体介质的射流模型所对应的色散方程进行了数值求解.利用计算结果,分析了液体燃料射流不稳定性研究中的3个最重要的无量纲参数韦伯数We、雷诺数Re及密度比Q,对分别处于瑞利模式和泰勒模式下的液体射流的最不稳定频率及对应的最大扰动增长率的影响.结果表明,在不同的射流模式下,这3个无量纲数对液体射流最不稳定频率的影响是不同的,在这两种射流模式下,射流系统具有不同的频率特征.     

射流参数对加热条件下液膜射流破碎不稳定性的影响(1)--射流参数对液膜反对称模式破碎的影响

基于线性不稳定性理论，利用对具有温度梯度的粘性液膜射流模型进行的数值计算结果，研究了射流速度，气体密度，液体粘性，液膜厚度，温度梯度，液体种类等实际射流参数对反对称模式扰动作用下液膜射流大、大尺度破碎模式的最大扰动增长率及占优波数等破碎特征的影响规律。     

加热条件下液体燃料射流不稳定性的试验研究

利用自行设计的由高温高压定容系统、阴影法光学系统、数字高速摄像机和同步控制系统组成的试验系统研究了气体介质温度、气体介质密度、启喷压力和喷孔半径等射流参数对液体射流不稳定性的影响。结果表明,液体射流的温度梯度、气体介质密度、射流速度的增加和喷孔半径的减小都是液体射流破碎的失稳因素,对加热条件下液体射流的破碎有显著的促进作用。试验结果证明了由不稳定性理论所给出的预测结论的正确性,表明液体射流的不稳定性理论是研究加热条件下液体射流破碎机理的有效手段。     

液体燃料射流破碎机理研究中的时间模式与空间模式

利用线性不稳定性理论分析了液体燃料射流在分别采用时间模式与空间模式两种方法下液体表面扰动波的波数、频率及最大扰动增长率之间的关系,讨论了两种模式下液体射流结构特征的差别。应用基于粘性液体射流射入气体介质中的物理模型,计算分析了 Ｒｅ 数、 Ｗｅ 数和密度比 Ｑ对时间模式与空间模式差值的影响,结果发现采用时间模式或空间模式并不改变液体射流各阶模式之间的相互关系, Ｗｅ 数和 Ｑ是影响时间模式与空间模式差值的主要因素,而 Ｒｅ 数影响不大。在一定条件下,时间模式与空间模式具有等效性。     

液体燃料射流最不稳定频率的理论分析（1）——液体燃料射流的最不？…

利用线性不稳定性理论,对粘性液体燃料射流射入气体介质的射流模型所对应的色散方程进行了数值求解。利用计算结果,分析了液体燃料射流不稳定性研究中的３个最重要的无量纲参数参韦韦伯数Ｗｅ、雷诺数Ｒｅ及密度比Ｑ,对分别处于瑞利模式和泰勒模式下的液体射流的最不稳定频率及对应的最大扰动增长率的影响。     

气体旋转运动对环膜液体射流不稳定性影响的研究

环膜液体射流的破碎机理研究对于GDI汽油机的雾化过程具有重要的意义。利用线性不稳定性理论研究了旋转气体运动对低阶和高阶模式黏性环膜液体射流破碎的影响。对于色散方程的数值计算结果表明，无论是对称模式还是非对称模式，低阶模式的扰动增长率通常较之高阶模式要大得多，但较之低阶模式扰动，高阶模式对气体旋转运动更为敏感。研究结果同时表明，对于非对称模式，无论是低阶模式还是高阶模式的扰动，气体旋转运动都是液体破碎的失稳因素；对于对称模式，气体旋转运动是低阶模式扰动的促稳因素，然而却是高阶模式扰动的强烈的失稳因素。     

幂律流体环膜射流破碎特征的试验

通过自行搭建的环膜射流试验系统,采用高速摄影技术对牛顿流体(水)与剪切变稀型幂律流体(卡波姆凝胶)环膜射流的破碎模式及破碎特征进行了试验.结果表明:牛顿流体与幂律流体都存在相同的3种射流破碎模式,且两种流体在射流破碎机理上没有本质性的差异.在3种射流破碎模式中,圣诞树状破碎模式下的射流破碎效果最佳,泡状破碎模式次之,波辅助破碎模式下的射流破碎效果最差.且射流破碎效果随卡波姆凝胶黏度的增加而显著恶化;射流的表面波波长随液体速度的增加而增加,随气体速度的增加而减小.与水相比,卡波姆凝胶射流的表面波波长受液体速度的影响更加明显.在高气/液速度比条件下,气/液剪切作用力是影响射流破碎的主导因素.基于环膜射流的理论分析结果和经验公式,提出了量纲为1波长与射流气/液速度、流体流变特性相关联的公式,式中量纲为1波长随参数T的增加逐渐增加.     

加热条件下粘性液膜射流破碎机理的研究

利用线性不稳定性理论，对具有温度梯度的粘性液膜射流模型所对应的色散方程进行了数值求解。利用计算结果，研究了加热条件下反对称模式和对称模式粘性液膜射流大、小尺度破碎模式的破碎机理，探讨了韦伯数(We)、密度比(Q)、Marangoni数(Mα)和Ohnesorge数(x)对液膜射流表面波的最大扰动增长率及占优波数的影响。     

Liquid jet in a subsonic gaseous crossflow: Recent progress and remaining challenges

This article reviews published literature on the characteristics of a liquid jet injected transversally into a subsonic gaseous crossflow. The review covers the following aspects: (і) liquid jet primary breakup regimes, (іі) liquid jet trajectory and penetration, (ііі) liquid jet breakup length, and (іv) droplets features and formation mechanisms. The focus is on analyzing the role of different prominent parameters which include gaseous and liquid properties, and liquid injector geometry. The review revealed that gas Weber number plays a crucial role in defining non-turbulent primary breakup regimes, while liquid jet Weber number is of great importance for the transition to turbulent primary breakup. Jet-to-crossflow momentum flux ratio is the most important parameter for predicting the trajectory, penetration, and breakup length of a liquid jet in a crossflow. The characteristics of droplets disintegrated during the primary breakup are mostly influenced by the nozzle exit conditions, whereas the characteristics of droplets produced via the secondary breakup are strongly dependent on the velocity of cross airflow. Although the review revealed that substantial progress has been made in understanding this complex two-phase flow phenomenon, there still remain several shortcomings which require further research.     

燃油喷射2次雾化模型

本主要研究燃油喷入气体中的雾化过程。在假设雾化是由于气液之间气动相互作用导致液体射流表面不稳定波增长并最终导致细小液滴形成的基础上，把燃油雾化过程分为两个阶段：１次雾化和２次雾化。前只发生在气液交界面上，主要由不稳定波增长和破碎所引起；后则发生在气液渗混区，受１次雾化后形成的液滴在气体中进一步破碎和聚合控制。章最后分析了某些参数对雾化的影响，并把计算得到的喷雾贯穿距离和ＳＭＤ同实验进行了比     

低排放燃烧室空气雾化喷嘴射流破碎特性研究

针对当前广泛应用于低排放燃气轮机燃烧室中的空气雾化喷嘴,采用大涡模拟（Large Eddy Simulation,LES）和流体体积法（Volume of Fluid,VOF）研究了其在流动模糊（Flow Blurring,FB）和流动聚焦（Flow Focusing,FF）模式下射流一次破碎过程的差异。结果表明：两种模式的射流一次破碎过程均可分为3个阶段,气液交界面波动阶段、射流发展阶段和射流破碎阶段;喷嘴内部回流区的演变决定了气液交界面的波动程度,流动模糊模式下射流在后两个阶段的径向速度和形态变化程度均远高于流动聚焦模式,气泡回流过程在其射流破碎阶段占据主导地位,液体管道内气泡分布位置与涡的强度呈正相关。     

射流参数对旋流雾化的影响

本文利用线性不稳定性理论,分析了无粘旋转液体射流射入无界气体介质中的破碎机理。通过改变各项射流参数,着重分析了液体旋流数对射流分裂雾化的影响,同时也探讨了与各种射流条件相对应的射流分裂雾化的主导模式。其研究结果可为旋流在工程实际中的应用,特别是在直喷式汽油机中的应用提供了一定的理论依据。