高效预膜式空气雾化喷嘴关键技术

喷嘴作为将连续液体破碎成细小液滴的重要部件，在农业灌溉、农机污染物控制、化工生产、航空航天等领城皆有广泛的应用。在诸多类型的雾化喷嘴中，预膜式空气雾化喷嘴因在提高雾化质量方面的显著优势而受到广泛关注。本书聚焦高效预膜式空气雾化喷嘴关键技术，通过构建多尺度复合数值模型，研究液膜在喷嘴预膜结构唇边破碎全历程气液结构的演变规律及关键影响因素的作用机制，揭示预膜结构表面润湿性和唇边构型对喷嘴雾化特性的调控原理，确定预膜喷嘴雾化特性受工况及预膜结构影响的相关度，进而支撑新型预膜式空气雾化喷嘴的设计研发，助力我国高效节能环保农用发动机和航空发动机关键部件的提质增效。

前言

第一章绪论

第一节研究背景与意义

第二节喷嘴的类型及特点

一、离心式喷嘴

二、旋转式喷嘴

三、蒸发管式喷嘴

四、空气雾化喷嘴

第三节预膜式空气雾化喷嘴研究概述

一、空气速度和空气压力的影响

二、液体物性的影响

三、液膜初始厚度和液体流量的影响

四、预膜板长度及其唇边厚度的影响

五、空气流道结构的影响

第四节界面不稳定性现象研究概述

一、开尔文-亥姆霍兹不稳定性

二、瑞利-泰勒不稳定性的研究

第五节复杂两相流动的研究方法概述

第六节国内外研究总结分析

一、当前研究不足

二、本书研究基础

三、本书研究方案

第二章LBM基本模型评估及其在贴体网格中的拓展

第一节LBM基本原理概述

第二节基于贴体网格的LBM单相流模型

一、基于贴体网格的LBM-SRT单相流模型

二、基于贴体网格的LBM-MRT单相流模型

三、贴体网格生成技术

四、边界处理方法概述

第三节模型验证与评估:圆柱绕流

一、网格划分方法

二、边界条件与初始条件

三、计算结果分析

本章小结

第三章基于相场理论的两相流模型及界面不稳定性研究

第一节LBM两相流模型和界面不稳定性概述

第二节基于相场理论的LBM-MRT大密度比两相流模型

一、守恒Allen-Cahn方程的LBM-MRT模型

二、不可压Navier-Stokes方程的LBM-MRT模型

三、模型验证及参数撖感性分析

第三节开尔文-亥姆霍兹不稳定性研究

一、模拟条件设置

二、计算结果分析

第四节瑞利-泰勒不稳定性研究

一、模拟条件设置

二、计算结果分析

本章小结

第四章预膜表面润湿性对液膜一次破碎过程的影响机制

第一节预膜式空气雾化喷嘴一次雾化概述

第二节物理模型及模拟条件

一、计算域划分

二、初始条件和边界条件

第三节水平壁面润湿性处理方法

第四节流体参数及网格分辨率

第五节表面润湿性对液膜演变的影响

一、液膜在预膜板唇边的堆积

二、液丝的形成及摆动

三、液丝的一次破碎和液滴的形成

本章小结

第五章预膜板唇边结构对液膜一次破碎过程的影响机制

第一节预膜结构作用原理概述

第二节基于贴体网格的LBM-MRT大密度比两相流模型

第三节曲面的润湿性处理方法及模型的对比验证

一、基于正交均匀网格的曲面润湿性处理方法

二、基于贴体网格的曲面润湿性处理方法

三、对比验证

第四节预膜板唇边厚度对液膜演变的影响

第五节预膜板唇边形状对液膜演变的影响

一、问题描述

二、计算结果分析

本章小结

第六章高效预膜式空气雾化技术研究总结

第一节研究结果总结

第二节研究的创新性

第三节应用前景与展望

参考文献

附录A格子单位和物理单位间的转换

附录B基于相场理论的LBM两相流模型源程序

附录C主要符号

附录D英文缩略词