通过建立激光与液滴相互作用的物理模型，采用数值仿真研究了激光冲击液滴形成的速度场对液滴变形和流动的影响规律。使用流体体积法，结合层流模型，确定了变形的主要特征和流动的精确细节。结果表明，液滴变形过程和破裂时间与已报道的实验结果有很好的一致性。同时，利用Rayleigh－Taylor不稳定性分析，确定了液滴形变、破裂时间与韦伯数的依赖关系。当韦伯数低于110.7时，液滴向前推进，不会发生整体破碎；韦伯数越高，液滴形变越剧烈，且液滴破裂的碎片越小。另外，液滴破碎后，由于涡量的作用，细小液滴出现自旋、融合、破裂等有趣的现象。
激光技术 脉冲激光 液滴破碎 表面不稳定性 流体体积 极紫外光刻 中国激光
2022, 49(22): 2202008
基于计算流体动力学(CFD)分析软件Fluent,针对含纳米颗粒固液二相冲击射流，提出了一个新的基于等效粘度的多相流模型，并在不同纳米颗粒浓度下与不考虑固液相间相互作用的离散相模型(DPM)和考虑固液相间相互作用的DPM 进行了对比，研究了三种模型对工作面的动压、径向速度和轴向速度、喷嘴的出口速度、轴线的动压和速度等参量的影响，给出了三种模型的适用范围。研究结果表明，当纳米颗粒体积分数不超过10%时，可以使用等效粘度模型代替不考虑固液相间相互作用的DPM 进行计算，最后给出了不同偏差率所适应的计算模型。
材料 射流技术 纳米颗粒 等效粘度 离散相模型 流体体积模型 激光与光电子学进展
2015, 52(3): 031601
1 中国船舶工业集团公司系统工程部，北京 100036
2 西北工业大学动力与能源学院， 陕西 西安 710072
采用流体体积法（VOF）对于高雷诺数竖壁降膜流场进行了数值模拟，分析了降水膜速度分布、温度分布、波速及平均水膜厚度等特性参数的变化规律。计算结果表明，随着流动向下游发展，平均水膜厚度先是迅速减小，然后减小速度趋缓，最后趋于一恒定值；当初始水膜厚度一定时，随着初始雷诺数的增大，平均水膜厚度逐渐增大，水膜波动的振幅逐渐减小，但水膜稳定性变差。采用VOF方法的模拟结果与高速摄影实验数据符合良好，说明VOF 方法准确描述了绝大部分液膜流动特性，在总体上对于高雷诺数竖壁降膜流场进行了准确的预测。
流体体积法（VOF） 高速摄影（HSP） 降膜 流场 模拟 volume of fluid (VOF) High Speed Photography (HSP) falling film flow field simulation
