水平板壁水膜流動(dòng)及破碎數(shù)值模擬.pdf

1、水膜的流動(dòng)波動(dòng)及破碎問(wèn)題，在熱能工程、能源等諸多工業(yè)設(shè)備中廣泛存在，發(fā)展和完善研究水膜流動(dòng)波動(dòng)破碎的方法是揭示其特性的關(guān)鍵。本文從流體力學(xué)基本原理出發(fā)，通過(guò)合理的假設(shè)及簡(jiǎn)化，分別建立了水膜流動(dòng)、波動(dòng)及破碎的數(shù)學(xué)模型，然后編制計(jì)算程序分別進(jìn)行模擬。 對(duì)于無(wú)波動(dòng)的水膜流動(dòng)模型，采用有限體積法對(duì)控制方程進(jìn)行離散，對(duì)流項(xiàng)采用迎風(fēng)格式，擴(kuò)散項(xiàng)采用中心差分格式。對(duì)離散方程的求解采用亞松弛迭代法，數(shù)值計(jì)算得出汽流速度是影響水膜速度分布的主要因

2、素。對(duì)于水膜波動(dòng)，在進(jìn)行量綱分析得到簡(jiǎn)化的控制方程及邊界條件后，使用由權(quán)重因子控制的差分格式，對(duì)控制方程進(jìn)行離散，利用施主一受主方法對(duì)流體體積方程進(jìn)行離散，采用VOF方法即體積函數(shù)C對(duì)自由界面進(jìn)行追蹤，得到水膜波動(dòng)曲線，發(fā)現(xiàn)平板水膜入口振動(dòng)頻率的增加會(huì)導(dǎo)致水膜波動(dòng)振幅的降低，同時(shí)水膜的振幅隨著水膜流動(dòng)方向趨于平緩。 在表面張力模型基礎(chǔ)上，給出判斷水膜破碎準(zhǔn)則。認(rèn)為當(dāng)汽流切應(yīng)力大于水膜表面張力水平分量時(shí)，水膜破碎。在波動(dòng)程序中加入