Diesel Injector Fuel Injector 0445120061 Bosch for Man TGA TGS TGX 10.5L D2066

Δυναμική σπηλαίωση μέσα σε εγχυτήρα ντίζελ υψηλής απόδοσης – μια πειραματική και CFD έρευνα(μέρος 2ο)

Στην προσομοίωση CFD, η επίλυση τυρβωδών δομών μεγάλης κλίμακας χρησιμοποιώντας μοντέλα που βασίζονται στην Προσομοίωση Μεγάλων Δινών (LES) δείχνει παροδικό όφελος από τη μοντελοποίηση σε σχέση με τις προσομοιώσεις RANS [3] [4] [5].Το σοβαρό μειονέκτημα του CFD που βασίζεται σε LES σε ένα βιομηχανικό περιβάλλον είναι ο τεράστιος υπολογιστικός πόρος που απαιτείται, της τάξης πολλών εκατοντάδων αποκλειστικών πυρήνων.Χωρίς έναν τέτοιο πόρο, ο χρόνος εκτέλεσης για μια μεμονωμένη υπόθεση μπορεί να διαρκέσει μήνες, καθιστώντας αδύνατες τις σοβαρές έρευνες σε ένα λογικό χρονικό πλαίσιο.

Σημαντικές εξελίξεις έχουν γίνει στο πλαίσιο της μοντελοποίησης CFD που επιχειρούν να συνδυάσουν τα οφέλη τόσο της μοντελοποίησης αναταράξεων LES όσο και RANS [6].Αυτά τα μοντέλα ονομάζονται συχνά υβριδικά μοντέλα και δίνουν μεγαλύτερη δυνατότητα χρήσης LES σε βιομηχανικό περιβάλλον.

Ένα υβριδικό μοντέλο LES-RANS CFD, με τη χρήση μιας μεθόδου πολλαπλών φάσεων μείγματος για σπηλαίωση δημιουργήθηκε για να προσομοιώσει την απόδοση του στομίου ελέγχου.Η μοντελοποίηση στροβιλισμού χρησιμοποιώντας μια υβριδική μέθοδο LES-RANS επιτρέπει σημαντικά υπολογιστικά κέρδη σε σχέση με το πλήρες LES, ειδικά στις γεωμετρίες ροής υψηλού αριθμού Reynolds (Re) εντός ενός εγχυτήρα ντίζελ.

2. Πειραματική Εργασία

Δημιουργήθηκαν διαφανή μοντέλα από υδραυλικά εξαρτήματα ελέγχου μέσα από ένα μπεκ ντίζελ, συμπεριλαμβανομένου ενός στομίου ελέγχου υψηλής πίεσης, μεταξύ της κορυφής της βελόνας και της βαλβίδας ελέγχου.Λόγω της μικρής κλίμακας των πραγματικών μπεκ, το μοντέλο δημιουργήθηκε σε 40 φορές το πραγματικό μέγεθος, όπως έχει αποδειχθεί σε προηγούμενες μελέτες ότι η απόδοση ροής στομίου είναι εύλογα ανεξάρτητη από την κλίμακα [1].Αυτή η αυξημένη κλίμακα επέτρεψε πολύ μεγαλύτερη ευκολία οπτικοποίησης χρησιμοποιώντας μια κάμερα υψηλής ταχύτητας, μια Vision Research Phantom V1210.Μια τέτοια κάμερα με κατάλληλο φωτισμό καταγράφει λεπτομέρειες της ροής που δεν είναι ορατή στο ανθρώπινο μάτι και επιτρέπει την παρακολούθηση της υδραυλικής συμπεριφοράς μέσω της διαδικασίας σπηλαίωσης.