Diesel Injector Brandstofinjector 0445120061 Bosch voor Man TGA TGS TGX 10.5L D2066

Dynamische cavitatie in een krachtige dieselinjector – een experimenteel en CFD-onderzoek(deel 2）

Bij CFD-simulatie toont het oplossen van grootschalige turbulente structuren met behulp van op Large Eddy Simulation (LES) gebaseerde modellen tijdelijke modelleringsvoordelen ten opzichte van RANS-simulaties [3] [4] [5]. Het ernstige nadeel van op LES gebaseerde CFD in een industriële omgeving is de enorme computercapaciteit die nodig is, in de orde van enkele honderden specifieke kernen. Zonder een dergelijke hulpbron kan de doorlooptijd van een enkele zaak maanden duren, waardoor serieus onderzoek binnen een verstandig tijdsbestek onmogelijk wordt.

Er zijn significante ontwikkelingen gemaakt binnen de CFD-modellering, waarbij wordt geprobeerd de voordelen van zowel LES- als RANS-turbulentiemodellering te combineren [6]. Deze modellen worden vaak hybride modellen genoemd en bieden een groter potentieel voor gebruik van LES in een industriële omgeving.

Er werd een hybride LES-RANS CFD-model gemaakt, waarbij gebruik werd gemaakt van een meerfasige mengselmethode voor cavitatie, om de prestaties van de regelopening te simuleren. Turbulentiemodellering met behulp van een hybride LES-RANS-methode maakt aanzienlijke rekenwinsten mogelijk over volledige LES, vooral in de wandgebonden stromingsgeometrieën met een hoog Reynoldsgetal (Re) binnen een dieselinjector.

2. Experimenteel werk

Er werden transparante modellen gemaakt van hydraulische bedieningsonderdelen vanuit een dieselinjector, inclusief een hogedrukregelopening, tussen de naaldtop en de regelklep. Vanwege de kleine schaal van echte injectoren werd het model op 40 keer de werkelijke grootte gemaakt, omdat in eerdere onderzoeken is aangetoond dat de prestaties van de openingsstroom redelijk onafhankelijk zijn van de schaal [1]. Deze grotere schaal maakte een veel groter visualisatiegemak mogelijk met behulp van een hogesnelheidscamera, een Vision Research Phantom V1210. Een dergelijke camera met de juiste verlichting legt details van de stroming vast die niet zichtbaar zijn voor het menselijk oog, en maakt het mogelijk het hydraulische gedrag te volgen via het cavitatieproces.