機載條件下單液滴撞擊熱固壁面相變特性

胡亮春，徐文冰，王均毅，季 雷，施 紅

(江蘇科技大學能源與動力學院，鎮江 212003)

液滴撞擊固體壁面過程因其優秀的熱質傳遞能力，被廣泛應用于航空航天、能源動力等領域中，如內燃機噴油過程、噴霧換熱等[1-2]。這種碰撞現象是一種典型的自由表面流動問題，詳細研究其動力學和換熱特性對航空工業發展有著重要的影響。

目前，中外對液滴撞擊壁面和多液滴撞擊液膜現象已經進行了較多的研究。在液滴撞擊壁面方面。Kim等[3]使用VOF法建立液滴碰撞壁面模型，研究了液滴大小、速度等對其鋪展半徑和飛濺高度的影響，并建立實驗以印證其模型的準確性；林圣享等[4]建立氣液界面耦合模型，基于界面追蹤法對不同變量下對液滴流動特性進行研究，得到Reynolds數、Eotvos數和初始中心距之間的影響關系；Cheng等[5]通過水平集方法建立二維軸對稱模型，研究表面張力、沖擊速度等因素對液滴鋪展的影響，通過數據驗證得到各因素對液滴鋪展的變化規律[3-5]。孫鵬等[6]通過高速攝像機對液滴沖擊織物進行實驗研究，分析了液滴在織物表面的鋪展特性，發現織物表面的預緊張力可有效減少振蕩影響；趙亞鴿等[7]采用光刻工藝制作出4種不同參數超疏水表面，分析了液滴撞擊壁面動力學過程，揭示了超疏水結構表面對液滴撞擊動力學的影響。關于液膜方面，Coppola等[8]使用VOF(volume of fluid)法對液滴撞擊液膜過程進行數值模擬，通過對液滴撞擊后的早期和中期形態進行研究，分析了這一現象的演變規律；……