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喷射和雾化是内燃机工作过程中液体燃料质量和热量传递的基础,合理的组织燃料的喷射和雾化可以提高内燃机的工作效率。碎裂机理的研究是一直是研究的重点和难点之一,对射流碎裂机理的研究还处于积累发展阶段,最终目标是采用非线性稳定性理论,得到基于雷诺方程的粘性射流喷射进入可压缩气流中的时空模型。导师曹建明教授应用粘性非线性的纳维-斯托克斯(N-S)守恒控制方程和边界控制方程推导出了粘性液体表面波非线性量纲一准则关系式。在控制方程中,质量守恒方程是线性的,但动量守恒方程则是非线性的,保留了对流相前扰动速度的非线性项,可以用于粘性有旋射流的非线性稳定性研究。本文根据推导的静止空气环境中的量纲一色散准则关系式,利用FORTRAN语言进行编程,采用Miller方法求得方程的数值解。结果显示:表面波k随喷射轴向位移x的增大而减小,表面波增长率ωr随x的增大而减小,说明表面波增长率越大,液膜的碎裂长度越短,表面波增长率是评价液膜碎裂过程中稳定性的有效指标。根据数值计算曲线和碎裂条件,进行了静止空气环境中平面粘性液膜碎裂过程的稳定性分析,找到了低流速瑞利模式下平面液膜碎裂的稳定性评价指标:ω_r/Re_l、ω_r/We_l、和ω_r/Eu_l。ω_r/Re_l和ω_r/We_l随喷射流速U_l或液膜半厚度a的增大而减小,ω_r/Eu_l随喷射流速U_l或液膜半厚度a的增大而增大。当液膜半厚度一定时,在喷嘴的每一个轴向位置上,都有一组碎裂点量纲一参数(ω_r/Re_l)_b、(ω_r We_l)_b、(ω_r/Eu_l)_b值,距喷嘴出口越远,(ω_r/Re_l)_b和(ω_r/We_l)_b值越小,(ω_r/Eu_l)_b值越大。当减小喷射流速U_l或液膜半厚度a使得该位置点的ω_r/Re_l≥(ω_r/Re_l)_b、ω_r/We_l≥(ω_r/We_l)_b、ω_r/Eu l≤(ω_r/Eu_l)_b时,液膜就会碎裂。反之,当增大喷射流速U_l或液膜半厚度a时,由于该位置点的ω_r/Re_l< (ω_r/Re_l)_b、ω_r/We_l < (ω_r/Wel)b、ω_r/ Eu l> (ωrEu_l)_b,液膜将保持稳定而不会碎裂。在这种情况下,液膜将延长,直到它的ω_r/ Re_l、ω_r/ We_l、ω_r/ Eu_l值达到了远离喷嘴某一位置的较小(ω_r/ Re_l)_b和(ω_r/ We_l)_b值或较大(ω_r/ Eu_l)_b值后,液膜才会碎裂。