2488244 Scania DC09/DC13/DC16 エンジン用ディーゼル燃料インジェクター

高性能ディーゼルインジェクター内の動的キャビテーション – 実験と CFD による調査（パート 4）

要約すると: 

制御オリフィス内のキャビテーションの高速画像化により、これまでの研究では見られなかったパルス状の水圧効果が明らかになりました。大きな空洞キャビテーションがオリフィス壁に沿って生成され、円錐形セクションに到達すると、オリフィスに沿って上流で埋め戻しが発生しました。埋め戻しがオリフィス入口に到達すると、流れ構造の遷移が起こり、大きな空隙キャビテーションが再形成され、このプロセスが繰り返されました。

CFD シミュレーションの高度な乱流モデリングにより、実験結果と比較した場合、標準モデルよりもはるかに正確な結果が得られました。 

CFD は、オリフィスに沿ったパルス状の大きな空隙キャビテーションと埋め戻しイベントと一致しました。 

CFD 結果におけるこの挙動の頻度も実験の頻度と一致しました。 

CFD により、上記のキャビテーション挙動に関連して、流量も脈動していることが明らかになりました。 CFD の平均 Cd が実験で測定された Cd と一致したという事実により、CFD 流量脈動が正確であるという確信が得られました。 

LSM を使用することで、管理可能な時間枠で LES CFD モデルの開発が可能になりました。これにより、実際のサイズのコンポーネントのモデルを開発する時間が大幅に節約されました。 

実際のインジェクターの場合、脈動キャビテーションの周波数が高すぎてエンジン性能に影響を与えませんでした。この作業によってもたらされる現象を認識することで、将来の設計レベルで潜在的な悪影響を回避できるようになります。

参考文献
[1]C. Soteriou、M. Smith、および R. Andrews、「直接噴射ディーゼル スプレーにおけるキャビテーション油圧フリップと霧化」、IMechE C465/051/93、1993 年。
[2]C. Soteriou、M. Smith、および R. Andrews、「ディーゼル噴射 - オリフィス内のキャビテーションの発生のレーザー ライト シート照明」、IMechE C529/018/98、1998 年。
[3]B. Befrui、P. Spiekermann、MA Shost、M.-C. Lai、「GDi 多穴ノズルプルームの一次分解の VoF-LES 研究と画像データとの比較」、液体霧化およびスプレー システムに関する ILASS ヨーロッパ会議、ハニア、ギリシャ、2013 年。
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[7] C. Arcoumanis、JM Nouri、RJ Andrews、「ディーゼル ノズル内部流への屈折率マッチングの応用」、第 6 回レーザー技術の流体力学への応用に関する国際シンポジウム、1992 年。 [8] D. Bush、CCESoteriou 、M. Winterborn および C Daveau、「高性能インジェクターの油圧制御コンポーネントの調査」、『Fuel』誌IC エンジン用システム、IMechE 2015。