液態噴流注入超音速流場之數值模擬分析

Translated title of the thesis: Numerical Simulation of Liquid Jet Injection into a Supersonic Flow
  • 朱 冠霖

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

在超音速?場內之液態噴?具有複雜之物?現象,因為,其牽涉到噴霧在超音速紊?場中之霧化與蒸發,以及震波與邊界層之交互作用等複雜之物?問題。因此,對霧化機制之?解有助於分析探討液態燃?在超音速燃燒衝壓引擎之霧化及燃燒現象。目前液態燃?的使用,為?可避免之趨勢,但液態燃?需考慮燃?霧化程?、蒸發過程以及燃燒延遲等現象,因此增添?場之複雜性。然而實驗在觀察如此之迅速的物?現象上較為困難,為此需建?一合?之噴霧?值模型,模擬複雜?場之物?現象,因此本文將使用CFD 計算?體?學,ANSYS FLUENT 軟體,進?液態水注入超音速?場之?值模擬計算,紊?模式採用SST K-ω,霧化模式則採用Kelvin-Helmholtz/Rayleigh-Taylor(K-H/R-T)破碎模式。本研究針對KH/R-T破碎??做分析,探討?同??對超音速?場之噴霧結構的影響,發現CL??對K-H model 和R-T model 之作用區域以及作用程?有非常大的關係,且?徑??比時間???能主導穿透高?之趨勢。再者,針對液態碳氫燃?注入超音速?場之模擬分析,首先進??同噴注速?之分析,發現在比較噴注速?為78m/s 及85m/s 時,噴注速?越大弓形震波產生之壓?越大,且角?也越大,越容?注入?場內。接著進??同噴注角?之分析,發現在比較噴注角?30 ?、45 ?及垂直上噴時,噴注45 ?液滴的碎?霧化效果最好。之後進??同燃?溫?之分析,發現在比較攝氏30 ?、攝氏100 ?及攝氏130 ?之燃?溫?後,攝氏130 ?之煤油蒸發效果最好,蒸發?也最多。
Date of Award2015 Aug 20
Original languageChinese
SupervisorTsung-Leo Jiang (Supervisor)

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