Liquid Jet Atomization at Supercritical Pressure

超临界压力下的液体射流雾化

基本信息

  • 批准号:
    1803833
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-07-01 至 2022-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

New technologies such as advanced gas-turbine engines and other advanced engines involve injection of liquids at higher pressures, which can reach levels that are hundreds of times greater than atmospheric pressure. There is a demand for new predictive capabilities to describe the sizes, shapes, and locations of small droplets breaking from the surface during the liquid-stream breakup (atomization) process. This project seeks an explanation of the physical mechanisms and to control of the breakup process and of the resulting spray. Graduate and undergraduate students will conduct the project. Topical development will allow strengthening of various graduate courses in the topic of fluid dynamics and a future third edition of a textbook. Through existing UCI minority support programs, the Principal Investigator and his graduate students can support project work and give public talks on topics of interest. The project goals are to provide a satisfactory computational analysis of the liquid stream breakup at a supercritical pressure and to determine the important mixing length scales with real-gas equations of state and phase-equilibrium laws. The amount of gases dissolving into the liquid and the new, substantially higher critical pressure will be determined, establishing when two distinct phases exist. Both liquids and gases will be compressible and have variable density at high pressures. The analysis will give predictions of relevant characteristic time and scales (e.g., diffusion times, frequencies, most unstable wavelengths, and growth rates). The sensible enthalpy, as a function of pressure and temperature; transport properties; surface tension; and energies of vaporization will be determined. Three-dimensional Navier-Stokes solutions, with interface tracking through volume-of-fluid or level-set methods, followed by ?2 vorticity-dynamics analysis will explain the sequence of smaller structures that appear in the breakup cascade. This approach will describe and explain the behavior whether the jet breakup is in a two-phase or supercritical gaseous state; in either case, the smaller structures appear. Atomization, at the Reynolds and Weber numbers of practical interest, will be analyzed and properly viewed as transitional turbulence.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
先进的燃气涡轮发动机和其他先进发动机等新技术涉及在更高的压力下喷射液体,其压力可达到大气压力的数百倍。需要新的预测能力来描述在液流破碎(雾化)过程期间从表面破碎的小液滴的尺寸、形状和位置。该项目旨在解释物理机制,并控制破碎过程和由此产生的喷雾。 研究生和本科生将进行该项目。专题的发展将有助于加强流体动力学专题的各种研究生课程和未来的第三版教科书。通过现有的UCI少数民族支持计划,首席研究员和他的研究生可以支持项目工作,并就感兴趣的主题进行公开演讲。 该项目的目标是提供一个令人满意的计算分析,在超临界压力下的液体流破碎,并确定重要的混合长度尺度与真实气体状态方程和相平衡定律。将确定溶解到液体中的气体量和新的、明显更高的临界压力,并确定何时存在两个不同的相。液体和气体都是可压缩的,并且在高压下具有可变的密度。分析将给出相关特征时间和尺度的预测(例如,扩散时间、频率、最不稳定的波长和生长速率)。将确定作为压力和温度的函数的显热焓、传输特性、表面张力和蒸发能。三维Navier-Stokes方程的解决方案,界面跟踪通过体积的流体或水平集的方法,其次是?2涡动力学分析将解释在分裂级联中出现的较小结构的顺序。这种方法将描述和解释的行为,无论是在两相或超临界气体状态的射流破碎;在任何一种情况下,较小的结构出现。原子化,在雷诺数和韦伯数的实际利益,将被分析和适当地视为过渡turbulence.This奖项反映了NSF的法定使命,并已被认为是值得通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估的支持。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Temporal atomization of a transcritical liquid n-decane
跨临界液体正癸烷的时间雾化
Liquid-jet instability at high pressures with real-fluid interface thermodynamics
利用真实流体界面热力学研究高压下液体射流的不稳定性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    J. Poblador-Ibanez;W. A. Sirignano
  • 通讯作者:
    W. A. Sirignano
Analysis of an axisymmetric liquid jet at supercritical pressures
超临界压力下轴对称液体射流的分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J. Poblador-Ibanez;W. A. Sirignano
  • 通讯作者:
    W. A. Sirignano
Two-phase developing laminar mixing layer at supercritical pressures
  • DOI:
    10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120687
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Branson Davis;Jordi Poblador-Ibanez;W. Sirignano
  • 通讯作者:
    Branson Davis;Jordi Poblador-Ibanez;W. Sirignano
Vortex dynamics in the early deformation of a transcritical liquid jet
跨临界液体射流早期变形中的涡动力学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J. Poblador-Ibanez, W. A.
  • 通讯作者:
    J. Poblador-Ibanez, W. A.
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

William Sirignano其他文献

William Sirignano的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('William Sirignano', 18)}}的其他基金

Deep Ocean Burning of Methane Hydrate
甲烷水合物的深海燃烧
  • 批准号:
    1333605
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Miniature Combustor with Liquid-Fuel Film
带液体燃料膜的微型燃烧器
  • 批准号:
    0212163
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Combustion in the Turbine: Transonic, Accelerating, Mixing and Reacting Flows
涡轮机中的燃烧:跨音速流、加速流、混合流和反应流
  • 批准号:
    9714930
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Modeling Aspects of Hazardous Waste Incineration
危险废物焚烧的建模方面
  • 批准号:
    8715516
  • 财政年份:
    1988
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Cooperative Research on Spray Combustion Modelling
喷雾燃烧模拟合作研究
  • 批准号:
    8300423
  • 财政年份:
    1984
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Industry/University Cooperative Research Activity: Turbulent Chemically Reacting Axisymmetric Jets
产学合作研究活动:湍流化学反应轴对称射流
  • 批准号:
    8014661
  • 财政年份:
    1981
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Vaporization and Combustion of Multicomponent Fuel Droplets
多组分燃料液滴的汽化和燃烧
  • 批准号:
    7812564
  • 财政年份:
    1979
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Vaporization and Combustion of Multicomponent Fuel Droplets
多组分燃料液滴的汽化和燃烧
  • 批准号:
    7681253
  • 财政年份:
    1977
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

LHC上运用jet substructure寻找新物理和黑格斯粒子的研究
  • 批准号:
    11205023
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
奇点的JET上同调
  • 批准号:
    19341007
  • 批准年份:
    1993
  • 资助金额:
    1.5 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目

相似海外基金

Noise-reduction mechanisms in jet engines: chevrons are the answer
喷气发动机的降噪机制:人字形就是答案
  • 批准号:
    DE240100933
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Discovery Early Career Researcher Award
CAREER: Graded and Reliable Aerosol Deposition for Electronics (GRADE): Understanding Multi-Material Aerosol Jet Printing with In-Line Mixing
职业:电子产品的分级且可靠的气溶胶沉积 (GRADE):了解通过在线混合进行多材料气溶胶喷射打印
  • 批准号:
    2336356
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Plasma Jet Synthesis and Deposition of Metal Oxide Materials
金属氧化物材料的等离子射流合成与沉积
  • 批准号:
    2901960
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Studentship
Postdoctoral Fellowship: MPS-Ascend: Jet-Energy Loss Measurements with the sPHENIX Detector
博士后奖学金:MPS-Ascend:使用 sPHENIX 探测器进行射流能量损失测量
  • 批准号:
    2316651
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Fellowship Award
A Digital Twin-Driven Model for Mapping Part Quality in Multi-Jet Fusion
用于映射多射流融合中零件质量的数字孪生驱动模型
  • 批准号:
    IE230100678
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Early Career Industry Fellowships
HYPERSONIC JET IMPINGEMENT DURING LANDING ON LUNAR AND MARTIAN SURFACES
登陆月球和火星表面期间的高超音速喷射撞击
  • 批准号:
    2887632
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Studentship
HyJet - Hydrogen Jet Ignition for high performance rescue vessels
HyJet - 适用于高性能救援船的氢气喷射点火
  • 批准号:
    10040680
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Feasibility Studies
Effects of rapid Arctic climate change on jet streams and extreme weather (Ref 4606)
北极气候快速变化对急流和极端天气的影响(参考文献 4606)
  • 批准号:
    2859553
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Studentship
Space performance correction for micro gas jet nozzles contributing to precise position control of spacecraft
微型气体喷嘴的空间性能校正有助于航天器的精确位置控制
  • 批准号:
    23K19099
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Development of Synthetic Jet Actuators for Flow Seperation Control
用于流动分离控制的合成射流执行器的开发
  • 批准号:
    2879048
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Studentship
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了