Hoge kwaliteit Common Rail diesel-/brandstofinjectorsproeierDLLA148P168

Hogesnelheidsstroomsimulatie in brandstofinjectorsproeiers (deel 6)

De kleine omvang, de hoge snelheid en de beperkte tijdsschaal maken het erg moeilijk om het gedrag experimenteel te bestuderen. Het modelleren van cavitatie kan nuttig zijn bij het simuleren van de stroming in injectormondstukken op ware grootte en bij het bestuderen van de interne kenmerken van het mondstuk, die de stroming in een mondstuk beïnvloeden.

De constructie van elke simulatie van caviterende injectormondstukken begint met de fundamentele aannames over welk fenomeen moet worden meegenomen en welk fenomeen zal worden verwaarloosd [12]. Tot op heden bestaat er geen consensus over de vraag of het acceptabel is om aan te nemen dat kleine cavitatiemondstukken met hoge snelheid in thermisch of inertiaal evenwicht verkeren. Als men aanneemt dat het mondstuk zich in thermisch evenwicht bevindt, is er vermoedelijk geen significante vertraging in de groei of instorting van de bellen als gevolg van warmteoverdracht. Warmteoverdracht is oneindig snel en traagheidseffecten beperken faseverandering. De aanname van een traagheidsevenwicht betekent dat de twee fasen een verwaarloosbare slipsnelheid hebben.

Als alternatief kan men op sub-rasterschaalniveau ook de mogelijkheid overwegen van kleine bubbels waarvangrootte reageren op veranderingen in druk. Deze diversiteit aan meningen leidt tot een verscheidenheid aan modelleringsbenaderingen. Simulaties van caviterende verstuivermondstukken vereisen steevast vereenvoudigende aannames. Deze aannames zouden voldoende moeten zijn om het probleem hanteerbaar te maken zonder onaanvaardbare fouten te veroorzaken. Het doel van dit werk is het construeren van een driedimensionale CFD-oplosser om de stroming in een klein, snel caviterend mondstuk te simuleren met behulp van het homogene evenwichtsmodel (HEM). De HEM die in dit werk wordt gebruikt, breidt het model uit dat is beschreven door Schmidt et al. [1,2] in een multidimensionaal en parallel raamwerk. Het model is uitgebreid om de niet-lineaire effecten van de zuivere fase in de stroming te simuleren en de numerieke benadering verschilt van het werk van Schmidt et al.