GDI椭圆喷孔的喷雾撞壁特性

采用流体体积-喷雾单向耦合(VOF-spray one way coupling)分析方法,在不同喷射压力下对缸内直喷汽油机(GDI)圆形和椭圆喷孔的内部流通特性和喷雾撞壁特性进行了模拟仿真研究.结果表明:同等压力条件下,椭圆喷孔出口处异辛烷质量流量大于圆形喷孔,当喷射压力为15.0 MPa时,椭圆喷孔长短轴比为4的椭圆喷孔E2中异辛烷质量流量要比圆形喷孔大3.54%;在喷雾贯穿阶段,由于椭圆喷雾贯穿距离始终小于圆形喷雾,导致椭圆喷雾撞击壁面的时间延迟,当喷射压力为6.0 MPa时,椭圆喷孔E2的喷雾撞壁时间较圆形喷雾推迟0.14 ms;喷雾撞击壁面后,圆形喷雾的铺展半径和卷吸高度都要大于椭圆喷雾,这是因为圆形喷雾速度快,喷雾动量大,促进了喷雾的飞溅和反弹,但这种差异随着喷射压力的提高而减小.

基于大涡模拟的柴油机喷嘴内空化效应研究

针对柴油机喷射压力日渐增加及喷孔愈趋微细化背景下的喷嘴内部空化流动问题,基于大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)及混合均相流(Homogeneous Equilibrium Mixture,HEM)模型,对高压微细喷孔内空化流动进行了多维数值模拟研究。根据喷孔内部不同区域的流动的敏感性,运用变阿格技术建立了1/4喷嘴计算模型,并采用E.Winklhofer试验结果验证了数学模型的合理性。结果得出:超高喷射压力及微细喷孔条件下,喷孔内部空化层的演变速度极快;孔内空泡的溃灭过程促进了湍流涡团量的增加,内部湍流涡团密集区域与空化区域一致;小孔径下喷孔内部空化区域更为明显,空泡在出口处溃灭产生的流体微射流增强了出口处的湍流扰动强度,与内部空化的共同作用下有利于改善燃油的雾化质量。