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推进技术2025年第07期:考虑化学反应的激光诱导空化气泡动力学特性研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王成彦;严红;张睿帆;刘凡;

单位:西北工业大学动力与能源学院;

摘要:空化气泡演化特性对于航空燃料高压射流雾化、激光等离子体点火助燃等过程有着重要的影响。本文结合实验与数值模拟,对单脉冲激光在液体水中诱导的空化气泡动力学特性进行研究,重点分析了化学反应过程对气泡演化特性的影响。实验中通过高速摄影捕获了空化气泡在坍缩过程中的发光现象,证实了化学反应的存在。进一步通过数值模拟对比分析了有无化学反应时空化气泡动力学特性演化的差异,并与实验数据进行对比,验证了化学反应对气泡温度、压力和半径等的演化都有重要影响。气泡内水蒸气的分解导致了气泡温度的降低,不可凝气体的生成增强了气泡的二次膨胀过程,并且与实验结果吻合较好。进一步对比了同步气泡对间的相互作用,阐明了气泡形态发展对气泡动力学特性的影响规律。

关键词:激光诱导;;空化气泡;;同步气泡对;;水分解;;激波;;可压缩两相流

基金资助:国家自然科学基金(12172298;12302305);; 四川省科技计划(2023NSFSC1333);; 中央高校基本科研业务费专项资金~~