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含能液体喷射雾化特性的实验与理论研究

作　者: 刘俊
导　师: 余永刚
学　校: 南京理工大学
专　业: 兵器发射理论与技术
关键词: 含能液体环形射流雾化特性全息摄影数值模拟
分类号: TJ30
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 196次
引　用: 3次
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内容摘要

本文以再生式液体发射药火炮(RLPG)为工程背景，围绕RLPG内弹道循环的关键问题—液体药喷射及雾化过程开展基础研究，针对国产HY911液体发射药，系统地进行了喷雾场液滴尺寸分布的测试、理论建模与数值模拟。利用含能液体喷射雾化模拟装置及其全息摄影系统，得到了多种工况下液体药射流喷雾场的全息照片，揭示了喷雾场中液滴轴向和径向分布规律，分析了喷射压力、喷嘴形状、液体粘度等对射流破碎的影响。采用最大熵原理，推导出喷雾场液滴体积分布函数。使用不稳定波理论，建立了射流初始破碎的简化模型，采用射流嵌入法(JE)进行了数值计算，得到了HY911射流核形状、速度分布以及液滴尺寸的初始分布。在此基础上，考虑二次雾化以及液滴之间的碰撞，建立了含能液体喷雾场液滴尺寸分布的数学模型，并进行了数值模拟。针对HY911圆柱形射流和环形射流，计算出雾化液滴Sauter平均直径以及轴向和径向液滴尺寸分布，计算结果与实验数据吻合较好。

全文目录

1 绪论  8-16
  1.1 课题的背景及意义  8-10
  1.2 国内外研究状况与发展方向  10-15
    1.2.1 液体发射药火炮发展概况  10-12
    1.2.2 液体药射流雾化的实验研究进展  12-13
    1.2.3 射流雾化理论的发展  13-14
    1.2.4 粒子场测量方法的发展  14-15
  1.3 本文主要工作简介  15-16
2 喷射雾化实验装置及测试系统  16-27
  2.1 液体药喷雾实验装置简介  16-17
  2.2 压力测试系统  17
  2.3 激光全息摄影系统  17-20
    2.3.1 光学测量原理  18
    2.3.2 激光全息摄影光路  18-19
    2.3.3 全息干板  19
    2.3.4 激光器  19-20
    2.3.5 全息摄影过程控制  20
  2.4 全息图再现分析系统  20-25
    2.4.1 系统描述  21
    2.4.2 判读原理  21-24
    2.4.3 液滴尺寸标定  24-25
  2.5 液体药喷雾实验装置和测试系统的联动  25-26
  2.6 本章小结  26-27
3 含能液体射流雾化特性的实验结果与分析  27-39
  3.1 喷雾场液滴尺寸的空间分布特性  27-31
    3.1.1 喷雾场液滴尺寸的轴向分布  28-29
    3.1.2 喷雾场液滴尺寸的径向分布  29-31
  3.2 压力对液滴尺寸分布的影响  31-33
  3.3 环形间隙对液滴尺寸分布的影响  33-34
  3.4 液体药粘度对液滴尺寸分布的影响  34-36
  3.5 喷嘴结构对液滴尺寸分布的影响  36-37
  3.6 液滴Sauter平均直径的经验公式  37-38
  3.7 本章小结  38-39
4 含能液体喷雾场液滴尺寸的分布函数  39-46
  4.1 最大熵原理  39-40
  4.2 液滴尺寸分布函数的推导  40-43
  4.3 与实验结果的比较  43-45
  4.4 本章小结  45-46
5 含能液体射流初始破碎的数值模拟  46-56
  5.1 射流初始破碎方式  46-47
  5.2 射流初始破碎的简化模型  47-50
  5.3 气液边界条件的处理  50-51
  5.4 初始条件  51
  5.5 数值计算及结果分析  51-55
  5.6 本章小结  55-56
6 含能液体喷雾场液滴尺寸分布的数值模拟  56-66
  6.1 二次雾化模型  56-59
  6.2 液滴碰撞聚合模型  59-60
  6.3 计算结果与分析  60-65
    6.3.1 圆柱形射流  60-62
    6.3.2 环形射流  62-65
  6.4 本章小结  65-66
7 结论与展望  66-68
  7.1 全文总结  66-67
  7.2 进一步工作展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72

含能液体喷射雾化特性的实验与理论研究

内容摘要

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