全球大气污染已成为一个严重问题，其中飞机发动机的污染物排放是一个重要因素[[1], [2], [3]]。因此，必须优先发展低排放飞机发动机。燃料雾化对燃烧有重大影响，这需要进一步优化燃料喷射方法以提高雾化效果，从而提升燃烧效率[4]。
预膜式雾化器是一种典型的空气喷射雾化器，广泛应用于中央级低排放燃烧器中。在预膜式雾化器中，燃料通过内部通道形成环形液膜，然后扩散到预膜板上。该液膜遇到两个旋转气流（一个来自外侧，一个来自内侧），并在这些反向旋转的旋流作用下发生空气动力学破裂[[5], [6], [7]]。它具有优异的雾化性能，提供了良好的周向燃料分布均匀性，并在小工作条件（低功率设置）下表现出特别有利的雾化特性。
Lefebvre和Miller发现，预膜雾化方式可以实现最小的液滴尺寸并产生细小的喷雾[8]。Bryan等人[9]展示了预膜雾化对喷雾质量和点火特性的有益影响。Lefebvre的团队对预膜式空气喷射雾化器的性能进行了表征[[10], [11], [12], [14]]。他们还研究了包括空气速度、空气密度、液体密度、液体表面张力和液体/空气比在内的全局参数对雾化质量（以平均液滴尺寸为特征）的影响。Rizkalla和Lefebvre[10]观察到，随着空气温度的升高，雾化质量会下降，而平均液滴尺寸会随着环境压力的增加而迅速减小。重要的是，对于高粘度流体，这些因素的影响会减弱。根据El-Shanawany和Lefebvre[12]的研究，空气速度对液滴尺寸的影响最为显著。Brandt等人[15]在高达15巴的压力和850K的温度下强调了操作压力和温度对雾化质量的影响。Chin等人[16]对流动结构进行了进一步研究，他们的研究表明，当内气流与液体喷射方向同向旋转时，可以获得最细的喷雾。此外，Liao等人[17]提出内气流比外气流更有效地促进液体分解。
为了更深入地了解预膜式空气喷射雾化器，Bhayaraju和Hassa[18]研究了预膜式雾化器与非预膜式雾化器在主要和次要破裂特性方面的差异。Gepperth等人[[19], [20], [21]]通过测量主要和次要破裂特性（包括韧带特性、破裂长度、破裂频率和液滴尺寸）对预膜式雾化器的雾化进行了重要研究，这些研究在低液体负荷和广泛的空气速度范围内进行。主要考虑了液体性质、空气速度和液体负荷的影响，并研究了几何参数，以证明预膜厚度的重要性以及预膜长度的次要作用。Déjean等人[22]对预膜长度进行了更详细的研究，并研究了液体和空气厚度的影响[23]。研究结果表明这两个参数对雾化特性有重要影响，并提出了具体的关系来验证他们的推论。Oshima等人[24]评估了喷射器边缘厚度对液膜纵向振荡的影响。Inamura等人[25]对同一问题进行了平行研究，涉及在不同喷射器边缘厚度下的喷雾特性实验研究。Dighe和Gadgil[26]提出声场对不稳定性机制有贡献，并影响喷雾形成过程。An等人[27]使用耦合的格子Boltzmann-大涡模拟模型研究了润湿性对平面预膜式空气喷射雾化中液体破裂的影响，并观察到非润湿预膜器有助于获得更好的喷雾质量。
除了研究影响喷雾质量的因素外，许多作者还研究了液膜破裂机制。Stapper[28]专注于平面液膜的主要破裂。他的工作为细胞状和拉伸韧带破裂机制的初步提出奠定了基础。Fernández等人[29]也观察到了这些现象，并基于动量流量比（MFR）的增加确定了一种新的撕裂膜破裂机制。此外，通过定量分析破裂特性（包括全局振荡频率、破裂长度和横向波长[30]）预测了液滴尺寸。Park[31]详细研究了细胞状破裂机制。Bhayaraju和Hassa[18]提出了关于预膜式和非预膜式雾化器的各种破裂机制。此外，Lozano[32]研究了液膜的纵向振荡，并根据流动条件确定了六种振荡模式。Xiang[33]对液膜分解进行了数值分析。液膜的分解模式被分类为波浪状分解、滚筒型分解和韧带断裂。Déjean[22]提出了从液体积聚到膜破裂的转变，并强调了液体负荷对前者的影响。进一步地，Chaussonnet[34]详细研究了液体积聚的分解过程，突出了环境压力的影响。
在实际燃烧器中，使用煤油来组织燃烧。各种类型的燃料和不同的流体性质对燃料雾化和喷雾特性有显著影响[35,36]。上述大多数实验研究使用水或其他替代燃料进行。相比之下，当前的工作重点研究了煤油在预膜式雾化器中的雾化性能，同时考虑了实际问题以满足实际需求。重力的影响值得特别关注。在现有的研究中，重力通常被认为是可以忽略的，很少被提及。总体而言，支持重力影响不显著的证据不足。因此，重力对雾化的影响值得考虑。
