Page 171 - 《爆炸与冲击》2026年第6期

−1

−30% ε −1 −30% ε

第 46 卷 陈安然，等： 高速破片撞击燃油箱导致的燃油喷溅特性 第 6 期

100 80
Test results Test results
Calculation results of Eq. (2) Calculation results of Eq. (2)
80
60
v s /(m·s −1 ) 60 30% v s /(m·s −1 ) 40 30%

40
ε a =14.71%
20
20 −30% −30%
ε a =20.50%

0 10 20 30 40 50 0 20 40 60 80 100
t/ms t/ms
(c) v 0 =777 m/s (d) v 0 =866 m/s
图 10 式 (2) 计算结果与试验结果对比
Fig. 10 Comparison of calculation results of Eq. (2) and experimental results

1.0 1.0
0.5 0.5
0 0
η −0.5 v 0 =577 m/s v 0 =906 m/s η −0.5 v 0 =577 m/s v 0 =906 m/s
High- v 0 =609 m/s v 0 =996 m/s v 0 =609 m/s v 0 =996 m/s
−1.0 velocity v 0 =737 m/s v 0 =1 109 m/s −1.0 v 0 =737 m/s v 0 =1 109 m/s
Main spurt bursts v 0 =777 m/s v 0 =1 117 m/s v 0 =777 m/s v 0 =1 117 m/s
−1.5 stage v 0 =854 m/s v 0 =1 251 m/s −1.5 v 0 =854 m/s v 0 =1 251 m/s
−2.0 v 0 =866 m/s −2.0 v 0 =866 m/s
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 0 2 4 6 8 10 12
t/ms n s
(a) η-t (b) η-n s
图 11 喷溅速度衰减率
Fig. 11 Attenuation ratio of liquid spurt velocity

2 喷溅燃油时空分布理论

当箱内燃油从侵彻孔喷出后，逐渐向远离燃油箱的方向运动并发散，喷溅燃油的轮廓形态和运动速
度随时间的变化统称为喷溅燃油的时空分布特性。

2.1 燃油喷溅速度
当燃油箱内的空腔从侵彻孔两端收缩至闭合，气/液界面处的压差导致箱内燃油发生喷溅，随着喷溅
次数的增加，每次液体喷溅与容器内空腔溃灭的时间差呈增大趋势 [16] 。为定量描述喷溅燃油的初始速
度和在空气中运动的衰减过程，取燃油内特定的体积单元为研究对象，定义为燃油液团。燃油从侵彻孔
喷出的过程可以简化为图 12 所示的 3 个状态：（1）燃油液团即将喷出；（2）燃油液团从侵彻孔喷出；（3）燃

Air Fuel Air Fuel Air Fuel

The fuel mass The second
Unspurted fuel mass moving outside Atomization/dispersion fuel mass
during the movement
(a) Status 1 (b) Status 2 (c) Status 3

图 12 燃油从侵彻孔喷出的简化过程
Fig. 12 Simplified process of fuel spurts from orifice

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