| 致谢 | 第5-8页 |
| 摘要 | 第8-11页 |
| Abstract | 第11-14页 |
| 术语表 | 第20-23页 |
| 第1章 绪论 | 第23-51页 |
| 1.1 液体燃料雾化的研究背景 | 第23页 |
| 1.2 气液两相流模拟方法 | 第23-33页 |
| 1.2.1 长度尺度和时间尺度 | 第25-26页 |
| 1.2.2 界面运动的捕获 | 第26-27页 |
| 1.2.3 处理界面处物性的不连续性 | 第27-28页 |
| 1.2.4 表面张力 | 第28-29页 |
| 1.2.5 拓扑变化 | 第29-33页 |
| 1.3 射流雾化简述 | 第33-42页 |
| 1.3.1 一次雾化 | 第33-34页 |
| 1.3.2 理论分析 | 第34页 |
| 1.3.3 二次雾化 | 第34-35页 |
| 1.3.4 液滴碰撞动力学 | 第35-36页 |
| 1.3.5 液滴环流 | 第36-37页 |
| 1.3.6 液滴粒径分布 | 第37页 |
| 1.3.7 液滴变形和曳力 | 第37-38页 |
| 1.3.8 液滴/壁面相互作用 | 第38-39页 |
| 1.3.9 雾化模拟 | 第39-42页 |
| 1.4 雾化-湍流相互作用简述 | 第42-45页 |
| 1.5 雾化蒸发简述 | 第45-48页 |
| 1.6 本文研究内容和章节安排 | 第48-51页 |
| 第2章 液体雾化的直接数值模拟方法 | 第51-79页 |
| 2.1 界面追踪方法 | 第51-55页 |
| 2.1.1 符号距离函数 | 第52-53页 |
| 2.1.2 亚网格重建法 | 第53-54页 |
| 2.1.3 半拉格朗日型输运和离散 | 第54页 |
| 2.1.4 重新初始化过程 | 第54页 |
| 2.1.5 曲率、密度、粘度计算 | 第54页 |
| 2.1.6 虚假流体法(Ghost Fluid Method) | 第54-55页 |
| 2.2 基于曲率修正的质量守恒型LS方法 | 第55-59页 |
| 2.2.1 从LS标量场得到网格中液体质量分数标量场 | 第56-57页 |
| 2.2.2 根据界面曲率修正得到守恒的液体质量分数 | 第57-58页 |
| 2.2.3 根据液体质量分数得到LS标量场 | 第58-59页 |
| 2.3 数值验证 | 第59-71页 |
| 2.3.1 Zalesak's disk-有凹槽的圆盘转动 | 第59-62页 |
| 2.3.2 二维变形速度场 | 第62-65页 |
| 2.3.3 三维变形速度场 | 第65-67页 |
| 2.3.4 三维双液滴碰撞 | 第67-70页 |
| 2.3.5 各模块的CPU耗时 | 第70-71页 |
| 2.4 复杂流动的应用 | 第71-77页 |
| 2.4.1 液滴撞击液膜 | 第71-74页 |
| 2.4.2 旋流一次雾化 | 第74-77页 |
| 2.5 本章小结 | 第77-79页 |
| 第3章 液滴蒸发的直接数值模拟方法研究 | 第79-93页 |
| 3.1 数值方法 | 第79-85页 |
| 3.1.1 控制方程 | 第79-80页 |
| 3.1.2 阶跃条件 | 第80-81页 |
| 3.1.3 Level Set方法 | 第81-82页 |
| 3.1.4 离散化 | 第82-84页 |
| 3.1.5 求解Navier-Stokes方程 | 第84-85页 |
| 3.2 数值结果 | 第85-91页 |
| 3.2.1 静止液滴的蒸发 | 第85-88页 |
| 3.2.2 运动液滴的蒸发 | 第88-91页 |
| 3.3 本章小结 | 第91-93页 |
| 第4章 变形液滴的非稳态曳力系数研究 | 第93-115页 |
| 4.1 研究背景 | 第93-95页 |
| 4.2 数值方法 | 第95-97页 |
| 4.2.1 界面捕获方法 | 第96页 |
| 4.2.2 Ghost Fluid Method | 第96-97页 |
| 4.3 数值模拟 | 第97-99页 |
| 4.4 结果和讨论 | 第99-114页 |
| 4.4.1 验证 | 第99-101页 |
| 4.4.2 液滴变形 | 第101-107页 |
| 4.4.3 韦伯数对非稳态曳力系数的影响 | 第107-109页 |
| 4.4.4 密度比对非稳态曳力系数的影响 | 第109-110页 |
| 4.4.5 动力粘度比对非稳态曳力系数的影响 | 第110-111页 |
| 4.4.6 曳力系数C_D和非稳态项A的关联式 | 第111-113页 |
| 4.4.7 液滴的受力分析 | 第113-114页 |
| 4.5 本章小结 | 第114-115页 |
| 第5章 均匀各向同性湍流中液滴破碎的研究 | 第115-147页 |
| 5.1 数值方法 | 第115-117页 |
| 5.1.1 控制方程 | 第115-116页 |
| 5.1.2 Level Set方法 | 第116-117页 |
| 5.1.3 Ghost fluid method (GFM)处理阶跃条件 | 第117页 |
| 5.2 数值模拟 | 第117-122页 |
| 5.2.1 均匀各向同性湍流 | 第117页 |
| 5.2.2 分辨率 | 第117-118页 |
| 5.2.3 算例构造与设置 | 第118-120页 |
| 5.2.4 数值验证 | 第120-122页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第122-145页 |
| 5.3.1 界面发展及液滴破碎统计量 | 第123-128页 |
| 5.3.2 局部湍流结构和破碎机理 | 第128-132页 |
| 5.3.3 涡和界面的正交性 | 第132-137页 |
| 5.3.4 界面和涡结构正交性随时间的发展 | 第137-139页 |
| 5.3.5 液滴变形与界面面积浓度 | 第139-141页 |
| 5.3.6 液相体积分数的影响 | 第141-145页 |
| 5.4 本章小结 | 第145-147页 |
| 第6章 旋流雾化的直接数值模拟研究 | 第147-171页 |
| 6.1 研究背景 | 第147-148页 |
| 6.2 数值方法 | 第148-151页 |
| 6.2.1 控制方程 | 第148-149页 |
| 6.2.2 Level Set方法 | 第149-150页 |
| 6.2.3 Ghost fluid method (GFM)处理阶跃条件 | 第150页 |
| 6.2.4 数值格式 | 第150-151页 |
| 6.3 数值模拟 | 第151-155页 |
| 6.3.1 流场设置与算例 | 第151-153页 |
| 6.3.2 网格分辨率设定 | 第153页 |
| 6.3.3 湍流入流条件 | 第153-155页 |
| 6.4 模拟结果与分析 | 第155-170页 |
| 6.4.1 雾化的全局特性 | 第155-159页 |
| 6.4.2 湍流入流条件的影响 | 第159-163页 |
| 6.4.3 涡与相界面相互作用的特性 | 第163-169页 |
| 6.4.4 界面不稳定性分析 | 第169-170页 |
| 6.5 本章小结 | 第170-171页 |
| 第7章 旋流雾化的机理研究 | 第171-195页 |
| 7.1 数值方法 | 第171-172页 |
| 7.2 问题描述和模拟设置 | 第172-175页 |
| 7.3 整体雾化过程 | 第175-177页 |
| 7.4 液膜的形成 | 第177-180页 |
| 7.5 液桥的形成 | 第180-192页 |
| 7.6 液滴的形成 | 第192-194页 |
| 7.6.1 前缘液桥断裂形成的液滴 | 第193页 |
| 7.6.2 中心液膜形成的液滴 | 第193-194页 |
| 7.7 本章小结 | 第194-195页 |
| 第8章 ELSA雾化模型的评估与改进 | 第195-209页 |
| 8.1 研究背景 | 第195-196页 |
| 8.2 ELSA模型简介 | 第196-198页 |
| 8.3 数值方法 | 第198-200页 |
| 8.3.1 控制方程 | 第198-199页 |
| 8.3.2 Level Set方法 | 第199-200页 |
| 8.3.3 Ghost fluid method (GFM)处理阶跃条件 | 第200页 |
| 8.4 问题描述和模拟设置 | 第200-202页 |
| 8.4.1 均匀各向同性湍流 | 第200-201页 |
| 8.4.2 构造与设置 | 第201-202页 |
| 8.5 ELSA模型改进 | 第202-206页 |
| 8.5.1 界面密度发展 | 第202-203页 |
| 8.5.2 平衡韦伯数 | 第203-204页 |
| 8.5.3 湍流源项的分析 | 第204-206页 |
| 8.6 本章小结 | 第206-209页 |
| 第9章 全文总结与展望 | 第209-215页 |
| 9.1 全文总结 | 第209-211页 |
| 9.2 本文工作的创新点 | 第211页 |
| 9.3 研究展望 | 第211-215页 |
| 参考文献 | 第215-251页 |
| 作者简历 | 第251-252页 |
