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相间滑移对喷油器喷孔内空化现象数值模拟研究的影响
  • ISSN号:0253-987X
  • 期刊名称:《西安交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK417[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
  • 作者机构:吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130025
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51306069).
中文摘要:

针对喷孔内空化现象影响喷雾特性进而影响发动机经济及排放性能的问题,利用ANSYS_Fluent 15.0软件,在湍流计算采用realizable k-ε模型、空化计算采用S-S模型(Schnerr and Sauer Model)的基础上,基于均相流及双欧拉两相流模型建立了2种喷油器喷孔内空化现象数值模拟模型。基于均相流的模型认为液相与蒸汽相流速相同,即不考虑相间滑移的影响;基于双欧拉两相流的模型认为液相与蒸汽相拥有不同的流速,即考虑相间滑移的影响。2种模型的计算与试验结果对比分析显示:在相同边界条件下,2种模型的计算结果存在显著差异,考虑相间滑移的计算结果与试验结果吻合良好,既能反映喷孔内空化现象的变化趋势,也可获得准确的空化特征长度,未考虑相间滑移的计算结果仅可反映喷孔内空化现象的变化趋势,但2种模型均不能捕捉到喷孔内空化区域末端的小型空化团分离现象。该结果表明,在空化现象数值模拟研究中,强湍流作用下蒸汽相的运动状态完全受液相支配,而液相运动状态不受蒸汽相影响的这一结论,并非在所有流动状态下均成立。

英文摘要:

Fuel spray atomization is significantly influenced by nozzle cavitation.Two simulation models are established to analyze nozzle cavitation by ANSYS_Fluent 15.0.The two models based on the homogeneous equilibrium scheme and Eulerian-Eulerian scheme employ the realizable k-ε model for turbulence computation and Schnerr and Sauer model for cavitation computation.The slip velocity between different phases is ignored in the model from the homogeneous equilibrium scheme and taken into account in the Eulerian-Eulerian scheme.Simulation results are compared with the experimental ones,and it is found that there are obvious differences between the simulations of the two models with the same boundary conditions,and the model considering slip velocity gives more accurate results,where both the specific cavitation length and the changing trend of the cavitation length are obtained.The model ignoring slip velocity only gives accurate changing trend of the cavitation length.The small scale cavitationcloud separated from the whole cavitation sheet cannot be simulated by the two models.The simulations indicate that the assumption that under very strong turbulence the fluid carrier influences the vapor phase via drag but the vapor phase has no influence on the fluid carrier does not hold true in all flow states.

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期刊信息
  • 《西安交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人共和国教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编:陶文铨
  • 地址:西安市咸宁西路28号
  • 邮编:710049
  • 邮箱:xuebao@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话:029-82668337 82667978
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-987X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1069/T
  • 邮发代号:52-53
  • 获奖情况:
  • 美国《工程索引》(EI光盘版)定期收录的中文期刊,《中文核心期刊目录总览》综合类核心期刊,科技部《科技论文统计与分析》统计源,《中国科学引文数据库》刊源,获全国高校优秀科技期刊一等奖,“百种中国杰出学术期刊”称号,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27275