平面液膜R-T表面波在复合气流中的碎裂

论文摘要

本文建立了粘性平面液膜喷射进入可压缩复合气流中的物理模型,对平面液膜瑞利-泰勒波（R-T波）在复合气流中的碎裂进行了线性稳定性分析。首先通过连续性方程、动量守恒方程、运动学边界条件、附加边界条件和动力学边界条件推导得到量纲一的色散准则关系式（dispersionrelation）,并与已有的瑞利波（R波）推导结果进行对比,证明了 R-T波推导过程的正确性。其次使用Fortran语言编写程序,对色散准则关系式进行数值计算,得到表面波增长率ωr和表面波数（?）之间的关系。根据推导所得的色散准则关系式可知,R波是主波,T波是次波,R波在液膜的碎裂过程中起主导作用。当T波不存在时,R波依然存在;但当R波不存在时,T波也就不复存在。Fortran程序计算结果表明:（1）对于R波,表面波增长率（?）随波数（?）的增大先增大后减小,随着位移的延伸,射流的振幅不断增大,波长逐渐减小,直至支配波数和支配表面波增长率点。对于T波,表面波增长率ωr随波数ky的增大而减小,直至为零。中间位置的波长最大,振幅也最大,随着位移向两边的延伸,波长和振幅均不断减小,到了平面液膜的边缘位置,表面波的波长最短,振幅也不再增大。（2）表面波增长率（?）随液流韦伯数Wel和雷诺数Rel、欧拉数Eul、气液流速比（?）和（?）,及气流马赫数Magj等量纲一参数的增大而增大,这些参数均是平面液膜碎裂的不稳定因素。（3）在仅有顺向气流或者仅有横向气流的情况下,横向气流比顺向气流更易造成液膜的碎裂;但在既有顺向气流又有横向气流的复合气流中,则是顺向气流比横向气流对于液膜不稳定性的影响更大。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张叶娟

导师: 曹建明

关键词: 粘性平面液膜,复合气流,线性稳定性分析,色散准则关系式

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 长安大学

分类号: O35

总页数: 90

文件大小: 3827K

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