內(nèi)燃機(jī)亞臨界-超臨界燃油噴霧的大渦模擬.pdf

1、隨著內(nèi)燃機(jī)燃燒技術(shù)的發(fā)展，高噴射壓力、高背壓等增壓技術(shù)獲得了廣泛應(yīng)用。缸內(nèi)跨臨界及超臨界狀態(tài)下的燃料噴射霧化及蒸發(fā)過程的研究具有非常重要的理論和實(shí)際意義。為探究影響跨臨界/超臨界燃油噴射霧化的機(jī)理和影響因素，本文以定容彈內(nèi)地正庚烷噴霧為計(jì)算模型，OpenFOAM軟件為計(jì)算平臺(tái)，采用歐拉-拉格朗日法與歐拉-歐拉雙流體法對燃油噴射進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴拉格朗日的特點(diǎn)是對粒子進(jìn)行追蹤。液滴在噴射過程中發(fā)生破碎分裂，在

2、高溫下相變?yōu)闅怏w進(jìn)行燃燒。計(jì)算所用的湍流模型選擇為RANS與LES，模擬的結(jié)果可以相互對比，液滴的破碎模型選擇為ETAB模型。在模擬計(jì)算過程中，隨著燃油的噴射壓力不斷提高以及缸內(nèi)因火焰燃燒而溫度不斷上升，致使出現(xiàn)缸內(nèi)壓力與溫度超過了燃油臨界值的現(xiàn)象。而VOF模型的特點(diǎn)是對氣液界面的追蹤，即可以捕捉液面的變化，計(jì)算所用的湍流模型為LES。在亞臨界工況時(shí)，采用的是不可壓、不可溶求解器求解;但是對于超臨界的工況，就需要采用可壓求解器求解，也需

3、要使用真實(shí)氣體狀態(tài)方程(P-R)方程代替理想氣體狀態(tài)方程。⑵數(shù)值模擬的結(jié)果顯示：在粒子追蹤法中，LES相對于RANS方法模擬結(jié)果更接近于實(shí)驗(yàn)值，表征的參數(shù)有燃油貫穿距、噴霧結(jié)構(gòu)、溫度分布以及粒子分布等;超臨界工況下瞬態(tài)效應(yīng)非常顯著，氣液兩相的熱力學(xué)特性也有明顯變化，表現(xiàn)為蒸發(fā)潛熱的下降以及溫度急劇的變化等；在VOF方法中，亞臨界工況模擬結(jié)果顯示，射流表面明顯存在著擾動(dòng)波，在擾動(dòng)波的作用下射流邊緣逐漸破碎形成液滴而剝落，射流表面初始擾動(dòng)因