气液两相管流相界面检测及数值模拟研究进展

准确识别相界面结构形态是相界面力学分析的基础,也是研究气液两相流动规律的一种重要技术手段。针对动力、能源、化工、医药及航空等领域气液两相管流的相界面拓扑性强、变化速度快、实现准确测量难度大等特点,开展了气液两相管流相界面检测技术和数值模拟方法的综述研究。相界面检测技术主要有电容法、电导法、光导法、射线法、热学法、声学法、核磁共振法以及近年来发展起来的金属丝网传感器检测技术、过程层析成像技术和高速粒子成像技术;数值模拟方法有PIC法、MAC法、ALE法、VOF法和Level-Set法等。通过对比分析各种方法的优势和局限性,提出了气液相界面的追踪检测技术的研究策略和发展趋势,可为气液两相流的研究提供有益参考。     

热壁条件下油汽热爆燃数值模拟研究

探讨了汽油.空气混合物受热起燃过程的详细化学反应机理,建立了基于化学动力学和热力学相结合的油汽热爆燃起燃过程统一的仿真模型;基于该模型,对在密闭坑道的油汽混合物受到热壁的加热作用而着火过程,采用PISO算法进行了数值模拟;数值模拟结果与笔者实验结果吻合较好;同时根据计算结果,对热壁条件下的油汽热爆燃的引燃过程和特征参数的变化规律进行了分析.研究结果表明,统一模型综合考虑了详细化学反应、边界条件、传热传质,能较好解决油汽热爆燃的起爆过程的数值模拟问题;热壁条件下油汽混合物引燃分为五个阶段,即:缓慢氧化阶段、快速氧化段、着火段、熄火段、熄灭段;快速氧化段和缓慢氧化段以汽油自燃点为分界;油汽的着火温度远高于汽油自燃点;各组分在化学反应中的不同阶段的特征和作用并不相同.