西北工业大学冬青学会组织的《冬青论坛2023-动力强国与能源高效利用系列讲座》特邀国内动力与能源领域的权威专家,针对“双碳”战略驱动下的动力与能源领域新发展、新技术和新机遇进行专题讲授,旨在帮助行业内青年教师和学者明晰前沿学术热点和技术变革的趋势。
2023年6月10日星期六上午10:00,应西北工业大学冬青学会杜昆副教授邀请,来自西北工业大学的陈福振副教授针对《航空发动机中的多相流基础问题》带来了一场前沿、系统的专题学术报告。报告由动力与能源学院杜昆副教授主持。
陈福振教授首先介绍了本次报告的研究背景。其研究可以归结为三类基础科学问题:第一类是气体液体两相流,核心是界面的问题;第二类是流体颗粒两相流,其难点在于考虑颗粒的相互作用力的话,计算难度非常大;第三类是多相流与多物理场的耦合问题,其难点在于多物理场之间存在相互转换。针对以上痛点难点,陈老师从数值方法以及物理机理和规律方面进行的了深入研究。
接下来陈福振教授介绍了颗粒介质相态演变机理模型。此问题的背景是发动机中的颗粒壁面的运动与沉积问题,而且与传统的气体、颗粒两相悬浮流动问题以及颗粒初始堆积问题。目前针对颗粒壁面研究方法都存在计算量过大或者计算不适用的问题,所以陈老师及其团队想从宏观角度来解决颗粒运动问题。他们将颗粒介质类固态的理想弹塑性模型和液态的粘性-塑性模型结合起来实现类固和类液两种相态的耦合计算,并在此基础上,考虑了颗粒之间的凝聚力,完善了模型理论。
随后,针对前面的颗粒介质相态演变理论,陈教授提出了一种求解颗粒介质运动的SDPH方法。传统SDPH方法主要是求解连续性的流体或者固体,在此基础上,陈老师提出了求解离散颗粒的光滑粒子动力学方法。并且在SDPH方法的基础上提出气体-颗粒与液体-颗粒两相流数值模拟的新方法,经过数值验证,提出的求解方法效果非常好。
接着,陈福振教授介绍了燃油雾化特性与界面演变的机理,通过对双股旋转液膜与单股旋转的液膜雾化机理的对比研究,发现双股离心式的雾化模式有很大优势。并且针对雾化的模拟问题,提出了大涡模拟与网格自适应技术相结合的方法,模拟效果良好。
最后,陈福振教授介绍了一些发动机环境适应性多相多场的数值方法,给参会的老师和同学给了很大的启发。
讲座专家简介:
陈福振,西北工业大学动力与能源学院长聘副教授、博士生导师。长期从事多相流基础理论、数值计算新方法以及在空天推进系统中的应用研究。先后主持国家自然科学基金,国家重点研发计划子课题,技术领域基金等国家级项目8项,省部级项目2项,发表学术论文50余篇,包括国际学术期刊PT、POF、IJIE、IJNME、IJMF等,出版学术专著4部,授权国际发明专利3项,国内发明专利11项。曾获得航空宇航科学与技术学科全国优秀博士学位论文和陕西省优秀博士学位论文。
审核:王治武