温度敏感凝胶推进剂中气泡运动特性研究

摘要：

凝胶推进剂是一种具有剪切变稀特性的非牛顿流体,其流变性质还会受到温度的影响.在凝胶推进剂制造和装填过程中,极易出现气体混入的情况,这会直接影响发动机的工作性能.为了探究气泡在凝胶推进剂中的运动特性,文章采用流体体积法(VOF)模拟研究了静止凝胶中单气泡在浮力作用下的上升过程,其中凝胶的黏性以改进的Carreau-Yasuda模型描述,通过连续表面力(CSF)模型计算凝胶的表面张力.通过改变凝胶中温度、流变指数、特征时间和表面张力等参数,观察非牛顿流体中黏度和剪切速率的变化,进而得到其对气泡的纵横比、重心位置和速度的影响.并探讨了不同温度下,流变指数与特征时间两种参数对气泡运动的影响.研究结果表明,凝胶的高黏性会阻碍气泡的运动并限制气泡的形变,导致气泡的形变不显著;温度的升高会降低凝胶的黏度,从而显著影响气泡的运动轨迹和形态,使得气泡上升速度增加并增加其变形;流变指数和特征时间会通过改变液体性质进而对气泡的速度和纵横比产生影响;此外,表面张力的变化会对气泡底部的变形产生较大影响.

关键词：凝胶、温度、非牛顿流体、气泡、流体体积法

所属期刊栏目：55

分类号：O359(流体力学)

资助基金：江苏省自然科学基金资助项目BK20201302

在线出版日期：2023-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1880-1891