本书基于液滴在汽水分离器中蒸汽环境运动相变过程现象，建立压力变化条件下静止液滴相变模型；结合液滴三维运动模型，并引入特征液滴思想，建立多液滴运动相变单向耦合模型。基于温差驱动液滴相变机理，建立有限空间内液滴运动相变双向耦合模型。通过分析单液滴蒸发特性，提出液滴蒸发过程的影响域概念，建立考虑影响域的有限空间内液滴运动相变双向耦合模型，并应用到安全壳喷淋系统和定容弹中燃油喷雾系统模拟仿真中。
第1章绪论
1.1研究背景
1.2汽水分离研究现状
1.2.1液滴产生机理研究现状
1.2.2液滴运动机理研究现状
1.2.3液滴碰撞和消亡机理研究现状
1.2.4汽水分离研究现状总结
1.3安全壳喷淋系统的研究现状
1.3.1安全壳喷淋理论和实验研究
1.3.2安全壳喷淋数值模拟研究
1.3.3安全壳喷淋系统的研究现状总结
1.4液滴相变研究现状
1.4.1静止液滴蒸发机理研究现状
1.4.2液滴运动蒸发的研究现状
1.4.3液滴运动相变双向耦合的研究现状
1.4.4液滴相变研究现状总结
1.5研究现状总结
1.6研究内容和技术路线
第2章多液滴运动相变单向耦合模型
2.1压力变化条件下的静止液滴相变模型
2.1.1现象描述和机理解释
2.1.2数学模型
2.1.3模型的求解和验证
2.1.4两种机制的占比分析
2.1.5参数特性分析
2.2液滴运动相变模型
2.2.1单液滴运动相变模型
2.2.2多液滴运动相变模型
2.2.3液滴运动相变模型验证
2.3算法加速
2.3.1液滴定位搜索和插值方法
2.3.2不同算法性能对比
2.3.3算法加速方法的提出
2.4本章小结
第3章多液滴运动相变单向耦合模型的应用
3.1经典波纹板分离器分离性能研究
3.1.1蒸汽环境中波纹板分离器的分离效率
3.1.2相变对分离效率的影响
3.1.3相变对液滴半径和速度的影响
3.2AP1000汽水分离器分离性能研究
3.2.1AP1000分离器结构及工作原理
3.2.2初始条件和边界条件
3.2.3下部重力分离空间
3.2.4初级分离器
3.2.5上部重力分离空间
3.2.6孔板及次级分离器
3.2.7液滴相变对分离效率的影响
3.3本章小结
第4章多液滴运动相变双向耦合模型
4.1液滴蒸发影响域概念的提出
4.1.1影响域概念
4.1.2VOF模型及实现
4.1.3模型验证
4.2影响域影响因素分析
4.2.1流场空间尺寸选定和无关性验证
4.2.2液滴半径对影响域的影响
4.2.3温差对影响域的影响
4.2.4蒸发时间对影响域尺寸的影响
4.2.5工作压力、空气湿度对影响域尺寸的影响
4.2.6影响域大小的影响因素综合分析
4.3有限空间内考虑影响域的液滴运动相变双向耦合模型
4.3.1现象描述和机理解释
4.3.2数学模型
4.3.3影响域内距离反比权重法的源项加载方法
4.3.4模型求解和验证
4.4本章小结
第5章多液滴运动相变双向耦合模型的应用
5.1安全壳喷淋系统运行性能仿真
5.1.1安全壳喷淋系统和TOSQAN介绍
5.1.2安全壳喷淋系统基准实验对比
5.1.3喷淋参数对喷淋性能的影响分析
5.2燃油喷雾蒸发过程模拟
5.3本章小结
第6章总结与展望
6.1主要工作
6.2创新点
6.3展望
附录A作用力系数
附录B液滴半径概率密度分布对旋叶分离器效率的影响
附录C旋叶分离器分离效率与实验对比
参考文献
在学期间发表的学术论文
致谢
