微重力下低温流体动态毛细爬升的数值模拟

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中文摘要：针对航天器贮箱内液体推进剂的毛细输运过程,对单个毛细管内的液面爬升过程进行模拟,采用相场法追踪气液相界面,建立了毛细爬升的二维轴对称模型.将模拟结果与根据Jurin定律以及Lucas-Washburn模型计算得到的结果进行对比验证,并研究了不同重力及低温工质情况下的毛细爬升高度和速度.结果表明:在有效重力较小的情况下,毛细爬升过程可分为3个阶段;在有效重力较大的情况下,由于爬升过程中液体自身重力不可忽略,毛细爬升过程可分为4个阶段.有效重力越大,液体爬升高度和速度越小.初始阶段表面张力越大的低温流体,其爬升高度和速度越大;在后续爬升过程中,由于黏性力的作用,液氢的毛细爬升速度先后依次超过水、液氮和液氧的毛细爬升速度.

外文标题：Numerical Simulation of Dynamic Capillary Rise with Cryogenic Fluids under Microgravity

外文关键词：

capillary flowgravity effectphase-field methodcryogenic fluidsrising height

作者：

易天浩、邱一男、徐元元、吴静怡、雷刚、杨光

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作者单位：

航天低温推进剂技术国家重点实验室北京 100028

上海交通大学机械与动力工程学院上海 200240

关键词：

毛细流动重力效应相场法低温流体爬升高度

基金：

国家自然科学基金航天低温推进剂技术国家重点实验室基金

项目编号：

51936006SKLTSCP202005

出版年：

2023

DOI：

10.3969/j.issn.0253-4339.2023.04.141

制冷学报

中国制冷学会

制冷学报

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：0.672

ISSN：0253-4339

年,卷(期)：2023.44(4)

参考文献量7