基于DPM-to-VOF方法的液滴射流撞壁过程研究

来源：核动力工程杂志2025年第1期北京时间：

作者：陈青山, 王明军, 田文喜, 秋穗正, 苏光辉

单位：西安交通大学核科学与技术学院核反应堆热工水力研究室，西安，710049；

摘要：喷淋雾化被广泛应用于核动力设备中，以保证其安全稳定运行。喷淋时，部分液滴会撞击设备壁面，以液膜的形式进行扩展和演变。基于Fluent软件的离散相-连续相转换（DPM-to-VOF，DTV）方法进行了液滴射流撞壁研究，使用两液滴滴落过程试验图像验证了模拟方法的准确性，研究了液滴射流注入速度、入射角度对壁面液膜形态的影响规律，得到了液滴溅射率随入射条件的变化情况，并分析了液滴撞击壁面时重力、表面张力、速度分量等对液膜形态扩展过程、液滴溅射率的影响。研究发现，增大注入速度能加大对液膜的扰动，液膜与壁面的接触面积显著增大，液膜区宽度和高度增加；增大入射角度对液膜形态的改变影响较大，体现在液膜区宽度增加和液膜区高度减小，液膜表面稳定性减低。溅射率随着注入速度和入射角度的增大而增大，其中，入射角度对溅射率的影响更大。

关键词：离散相-连续相转换, 液滴射流撞壁, 液膜扩展演变, 液滴滴落融合