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本文以再生式液体发射药火炮(RLPG)为工程背景,围绕RLPG内弹道循环的关键问题—液体药喷射及雾化过程开展基础研究,针对国产HY911液体发射药,系统地进行了喷雾场液滴尺寸分布的测试、理论建模与数值模拟。 利用含能液体喷射雾化模拟装置及其全息摄影系统,得到了多种工况下液体药射流喷雾场的全息照片,揭示了喷雾场中液滴轴向和径向分布规律,分析了喷射压力、喷嘴形状、液体粘度等对射流破碎的影响。 采用最大熵原理,推导出喷雾场液滴体积分布函数。使用不稳定波理论,建立了射流初始破碎的简化模型,采用射流嵌入法(JE)进行了数值计算,得到了HY911射流核形状、速度分布以及液滴尺寸的初始分布。在此基础上,考虑二次雾化以及液滴之间的碰撞,建立了含能液体喷雾场液滴尺寸分布的数学模型,并进行了数值模拟。针对HY911圆柱形射流和环形射流,计算出雾化液滴Sauter平均直径以及轴向和径向液滴尺寸分布,计算结果与实验数据吻合较好。