马英杰,郝继光

(北京理工大学 宇航学院，北京 100081)

【基础理论与应用研究】

水液滴撞击导流面成膜过程数值模拟

马英杰,郝继光

(北京理工大学 宇航学院，北京 100081)

对液滴撞击亲水导流壁面后的液膜形成过程进行了理论分析，用基于CLSVOF方法的数值模型，分析了液滴撞击亲水表面后的铺展特性，研究了不同表面张力系数和液滴直径对液滴撞击亲水表面润湿直径的影响。结果表明， CLSVOF方法可以用于液滴撞击亲水导流壁面的模拟；液滴撞击壁面达到最大润湿直径的时间随着表面张力系数的增大而减小；液滴撞击在亲水壁面上的最大润湿直径随着液滴初始直径的增大而增大，液滴完成一次铺展收缩过程需要的时间也随液滴初始直径的增大而增加；为进一步研究液滴撞击导流壁面成膜对导流壁面的保护作用提供了理论基础。

液滴撞击；CLSVOF；表面张力系数；液滴直径

航天发射的很多场合都有注水到高温超音速气体射流减少其伴生危害的应用，如航天发射场注水降低燃气射流温度和噪声，导弹热发射时注水降低燃气射流及反溅流辐射的红外信号，燃气蒸汽式弹射器内注水降低燃气射流温度等。研究液滴撞击亲水表面过程对于了解液膜降温效果具有重要意义，液滴撞击导流或发射筒壁面，这些壁面均为亲水表面，研究液滴撞击导流面即研究液滴撞击亲水壁面的铺展过程。液滴撞击壁面铺展是多相流的重要基础过程，是自Worthington[1]首次研究液滴撞击壁面一个多世纪以来，研究者感兴趣的研究对象。……