شبیه‌سازی عددی پدیده کاویتاسیون و تشکیل حباب در حالت گذرا درهندسه سه‌بعدی نازل انژکتور موتور دیزل دریایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی گلپایگان، گلپایگان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی گلپایگان،گلپایگان، ایران

3 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله از نمودار سرعت برحسب تغیر زاویه میل­لنگ برای به دست آمدن نمودار فشار برحسب زمان پاشش سوخت استفاده‌شده است. شرایط مرزی متغیر نسبت به زمان با نرم افزار ANSYS FLUENT17.1 و کد نویسی به کمک زبان برنامه‌نویسیC++  استفاده‌شده است. برای استقلال از شبکه‌بندی از 8 شبکه مختلف استفاده‌شده که درنهایت شبکه بهینه با تعداد نقطه 1520400 به‌دست‌آمده است. برای صحت‌سنجی کد، مقایسه باحالت تجربی صورت گرفته است که نتایج عددی بسیار نزدیک به حالت تجربی در مدل دوبعدی است. تحلیل سه‌بعدی برای حالات مختلف فشار ورودی و خروجی و نمایش کانتور کاویتاسیون برای حالت 3 فاز با دقت حل معادلات ماتریس بردار شاری مرتبه­ی سوم برای حل گره‌های شبکه و دقت در هم‌گرایی6-10صورت گرفته و در آخر در رابطه با خوردگی و اثرات آن بحث شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]     Rouse H., and McNown., J.S., Cavitation and Pressure Distribution, Head Forms at Zero Angle of Yaw. Studies in Engineering, Bulletin, State University of Iowa Aemes, Iowa. 1948
[2]     Chen Y., Heister SD., A numerical treatmentfor attached cavitation. .J Fluids Eng; pp 8–13,1994
[3]     Singhal AK., Vaidya N., Leonard AD., Multidimensional simulation of cavitating flows using a PDF model for phase change .ASME Paper FEDSM97-3272, 1997.
[4]     Kunz RF., Chyczewski TS., Boger DA., Stinebring DR., Gibeling HJ, Multi-phase CFD analysis of natural and ventilated cavitation about submerged bodies. ASME Paper FEDSM99-7364, Proceedings of the Third ASME/ JSME Joints Fluids Engineering Conference, 1999.
[5]     Senocak KJ., Shyy TY., Computational methodologyfor the simulation of turbulent cavitating flows. The University of Florida. Lecoffre, Cavitation Bubble Trackers. (Book), 2001.S
[6]      Martynov B., Mason D J. and Heikal M R., Numerical simulation of cavitation flows based on their hydrodynamic similarity .The manuscript was accepted after revision for publication on 6 September, 2005
[7]     Dabiri S. and Sirignano W., A.., Cavitation in an orifice flow. J.    PHYSICS OF FLUIDS 19, 072112, 2007.
[8]     Dipl Ing., Daniele Suzzi., Diesel Nozzle Flow and Spray Formation: Coupled Simulations with Real Engine Validation. Institute of Aerospace Thermodynamics, pp1-6, 2009.
[9]     SABAU S. A., Adrian A.Y., BARHALESCU, Mihaela Luminita., OANTA, Emil, MODELING OF HIGH-PRESSURE FUEL INJECTION SYSTEMS. Annals of DAAAM & Proceedings of the 23rd International DAAAM Symposium, Volume 23, No.1, ISSN 2304-1382, 2012.
[10] Adrian J Butcher., Pavlos G Aleiferis and Dave Richardson., Development of a Real-size Optical Injector Nozzle for Studies of Cavitation, Spray Formation and Flash-Boiling at Conditions Relevant to Direct-Injectionspark-Ignition Engines. International J of Engine Research14 (6) 557–577, 2013.
[11] Vimal Kumar, Pathak and Sumit Gupta., STUDY OF NOZZLE INJECTOR PERFORMANCE USING CFD. International Journal of Recent advances in Mechanical Engineering (IJMECH) Vol.4, No.3, 2015.
[12] Zandi1 A.., Sohrabi S.., Shams M.., Influence of nozzle geometry and injection conditions on the cavitation flow inside a diesel injector. International Journal Automotive Engineering Vol. 5, Number 1, March, 2015.
[13] Phoevos Koukouvinis., Manolis Gavaises., Jason Li., Lifeng Wang., Large Eddy Simulation of Diesel injector including cavitation effects and correlation to erosion damage Fuel. 175 pp 26–39, 2016.
[14] Florijn J., Experimental Studies on the Performance of Catalytically Hydrotreated Fast Pyrolysis oil in a Stationary Diesel Engine. Acknowledged for assisting with the engine test. 2004.
[15] Payri R., Margot X., Salvador F J  Anumerical study of the influence of diselnozzle geometry on the inner cavitating flow.SAE Paper 01-0215, 2002.