Turbulent atomisation of impinging jets under rising backpressure

索特平均直径 分手 湍流 机械 聚结(物理) 喷射(流体) 阀体孔板 喷嘴 韦伯数 材料科学 自由流 雷诺平均Navier-Stokes方程 雷诺数 物理 热力学 天体生物学 生态学 生物
作者
Erjun Wu,Bo Wang,W. K. Chong,Anlong Yang,Feng Zhang,Baoe Yang,Yu-Cheng Su,Xiaodong Chen
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:1003 被引量:7
标识
DOI:10.1017/jfm.2024.1134
摘要

This study employs direct numerical simulations to examine the effects of varying backpressure conditions on the turbulent atomisation of impinging liquid jets. Using the incompressible Navier–Stokes equations, and a volume-of-fluid approach enhanced by adaptive mesh refinement and an isoface-based interface reconstruction algorithm, we analyse spray characteristics in the environments with ambient gas densities ranging from 1 to 40 times the atmospheric pressure under five different backpressure scenarios. We investigate the behaviour of turbulent jets, incorporate realistic orifice geometries and identify significant variations in the atomisation patterns depending on backpressure. Two distinct atomisation types emerge, namely jet-sheet-ligament-droplet at lower backpressures and jet-sheet-fragment-droplet at higher ones, alongside a transition from dilute to dense spray patterns. This variation affects the droplet size distribution and spray dynamics, with increased backpressure reducing the spray's spreading angle and breakup length, while increasing the droplet size variation. Furthermore, these conditions promote distributions that induce rapid, nonlinear wavy motion in liquid sheets. Topological analysis of the atomisation field using velocity-gradient tensor invariants reveals significant variations in topology volume fractions across different regions. Downstream, the droplet Sauter mean diameter increases and then stabilises, reflecting the continuous breakup and coalescence processes, notably under higher backpressures. This research underscores the substantial impact of backpressure on impinging-jet atomisation and provides essential insights for nozzle design to optimise droplet distributions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
星驰给星驰的求助进行了留言
1秒前
1秒前
wheat完成签到,获得积分10
1秒前
hvgjgfjhgjh发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
JamesPei应助复杂的保温杯采纳,获得10
1秒前
完美世界应助巴扎嘿采纳,获得10
2秒前
懵懂的羽毛完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
冉小维完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
sxmt123456789发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
WANGYU发布了新的文献求助10
7秒前
Jasper应助啦啦啦采纳,获得10
8秒前
健壮问兰发布了新的文献求助10
8秒前
plh发布了新的文献求助10
8秒前
高天雨发布了新的文献求助20
9秒前
spyspy发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
李健应助Lliu采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
调皮盼烟发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
sxmt123456789完成签到,获得积分10
14秒前
爆米花应助spyspy采纳,获得10
14秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
the Oxford Guide to the Bantu Languages 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5762565
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5535908
关于积分的说明 15403209
捐赠科研通 4898713
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2634982
邀请新用户注册赠送积分活动 1583194
关于科研通互助平台的介绍 1538303