导师序言 液滴高速撞击固体壁面问题在工业工程领域广泛存在，例如雨滴撞击高速飞行的航空器表面或高速旋转的航空发动机风扇叶片、汽轮机末级冷凝水液滴撞击高速旋转的叶片，以及内燃机高速喷射的燃料液滴撞击气缸内壁等。高速液滴撞击过程涉及液滴的运动学和动力学规律，耦合流体可压缩性、空化相变、复杂波系演化及其与壁面的几何效应，表现为复杂的流体力学行为，该行为的流体物理机理研究充满了挑战。①高速液滴撞击壁面过程中水锤激波的产生机制、分析方法，以及激波在液滴内部反射后各种复杂波系相互作用的物理规律，尚未得到全面系统的研究； ②高速液滴撞击壁面过程中流体瞬变及其诱导空化机制，以及空泡溃灭规律尚未清晰阐释，与其相适应的可压缩两相流模型仍不完善； ③不同类型的含空泡高速液滴和壁面构型对撞击液滴动力学规律的影响尚不明确。 高速液滴撞击壁面过程的时间尺度和空间尺度跨度大，物理现象复杂，实验研究难度大，通常仅能获得有限的特征数据，不足以揭示其内部的流体物理机理。高精度的数值求解模型、鲁棒算法，以及借助数值模拟的理性力学模型和分析方法给这一挑战性问题的研究带来了可能性。吴汪霞博士在欧拉欧拉框架下，基于多组分可压缩多相流流动控制方程，耦合流体快速相变模型，实现了高速液滴撞击壁面过程的详细数值求解，对液滴、含空气泡液滴、含蒸气泡液滴高速冲击固体壁面过程中空泡和液滴的几何形态、水锤激波和空泡溃灭波的时空演化过程，以及波系与壁面几何效应（曲率）的耦合作用关系等开展了系统而深入的研究。该研究发展了包含均质与异质空化模型并适用于求解高速可压缩两相界面流动问题的高精度并行数值计算平台，实现了高速液滴撞击壁面问题的数值解析； 给出了高速撞壁过程中液滴内部的复杂波系演化过程和水锤激波脱离临界参数，揭示了液滴内部空化初生与溃灭的物理机制，借助数值模拟过程认知和模拟数据解读，通过理论解析给出了空化核心的初生位置； 通过研究不同条件（空化泡初始大小、位置、物性、壁面几何特性等）下的液滴撞壁过程，揭示了液滴中空化泡的溃灭机制，获得了高速撞击壁面条件下液滴的动力学复杂演化规律。 本专著的主要内容源于吴汪霞博士的学位论文，五年艰辛博士研究成果，今朝付梓，以飨读者，以励个人，这是对吴汪霞博士的肯定和诫勉。本专著的出版将为高速液滴两相流体动力学研究提供有益的参考。 王兵 2021年5月于 清华园

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