Hartmann共振管及超音速气体雾化喷嘴流场数值模拟的开题报告.pdf

Hartmann共振管及超音速气体雾化喷嘴流场数值模

拟的开题报告

一、选题背景及意义

气体雾化技术在现代工程中被广泛应用，如燃烧、化工、医疗等领

域，能有效提高工艺流程的效率和品质。其中，超音速气体雾化喷嘴由

于具有高速、均匀、稳定的雾化效果，被认为是一种最优的雾化技术之

一。而雾化效果则受到雾化喷嘴内的流场结构影响。因此，对超音速气

体雾化喷嘴流场的数值模拟研究势在必行。

Hartmann共振管是一种能产生定向声波的装置，其在燃烧、发动机、

气体测量等领域有着广泛的应用。同时，Hartmann共振管对超音速气体

雾化喷嘴的流场结构也有着重要的影响。因此，对Hartmann共振管与超

音速气体雾化喷嘴流场的数值模拟和分析将有助于实现高效、稳定的气

体雾化。

二、研究内容和目标

本课题将利用计算流体力学（CFD）技术，构建Hartmann共振管和

超音速气体雾化喷嘴的三维模型，并进行流场数值模拟。其中，研究内

容包括：

1.Hartmann共振管内部声波在各方向的传播特性。

2.分析Hartmann共振管内部与喷嘴入口之间的压力波及其对雾化

效果的影响。

3.研究超音速气体喷嘴的雾化效果及其与入口流场结构的关系。

本次研究的目标在于：

1.理解Hartmann共振管内部声波的传递特性。

2.探究Hartmann共振管内部压力波与超音速气体喷嘴的关系。

3.分析超音速气体喷嘴的雾化效果及其与入口流场结构的联系。

4.改善超音速气体雾化喷嘴，提高雾化效果。

三、研究方法

本课题将采用计算流体力学软件ANSYSFluent，构建Hartmann共

振管和超音速气体雾化喷嘴的三维模型，进行数值模拟。具体步骤如下：

1.建立Hartmann共振管和超音速气体雾化喷嘴的三维模型。

2.设置计算流体力学求解器，并设定求解器参数。

3.设定边界条件，包括输入流速、出口压力等参数。

4.进行数值模拟，获得流场参数，如速度、压力、温度等。

5.对模拟结果进行后处理和分析。

四、研究预期结果

本课题的预期结果如下：

1.获得Hartmann共振管内部声波传递特性的数值模拟结果。

2.探究Hartmann共振管内部压力波与超音速气体喷嘴的关系的数

值模拟结果。

3.分析超音速气体喷嘴的雾化效果及其与入口流场结构的联系的数

值模拟结果。

4.改善超音速气体雾化喷嘴的设计方案，提高雾化效果。