喷嘴几何结构对涡线空化特性影响的数值模拟研究

为弄清喷嘴内燃油流动特性与涡线空化形态间的关系,阐明旋涡流动对涡线空化初生、发展的影响机制.本研究基于RSM湍流模型结合VOF多相流模型和修正的Zwart-Gerber-Belamri空化模型开展了不同针阀升程与喷孔高度下喷嘴内涡线空化特性数值模拟研究.结果表明:不同针阀升程下喷嘴内均产生了强烈的涡线空化,当针阀升程较低时,小尺度相干涡团加剧了喷孔内纵向涡核心区的不稳定性,影响了涡线空化形态的连续性.随着针阀升程增大,旋流区直接贯穿两个喷孔,小尺度相干涡团被抑制,喷孔内形成了稳定的强纵向涡核结构.此外,随着喷孔高度减小,喷嘴sac腔内的强烈单涡核旋流逐渐变弱,且逐步演变为反向双涡核弱旋流.

轿车柴油机燃烧系统参数的数值模拟研究

为揭示喷孔的锥角与伸出高度和燃烧室形状对缸内燃烧和排放性能的影响,用KIVA程序建立了某轿车柴油机缸内工作过程计算模型并经试验验证,在低速部分负荷工况对2种喷孔锥角、4种喷孔伸出高度和3种燃烧室形状的24种参数搭配下的燃烧过程进行数值模拟。结果表明,喷孔锥角的小幅度变化对NOx和碳烟排放的影响相对较小;喷孔伸出高度对碳烟的影响大于对NOx的影响,碳烟排放随伸出高度的增加呈减少趋势;燃烧室形状对NOx和碳烟排放影响较明显,总体来说,大径深比燃烧室NOx排放较高而碳烟排放量却较低。