Dieselinjektor drivstoffinjektor 0445120061 Bosch for Man TGA TGS TGX 10.5L D2066

Dynamisk kavitasjon inne i en høyytelses dieselinjektor – en eksperimentell og CFD-undersøkelse(del 2)

I CFD-simulering viser løsning av turbulente strukturer i stor skala ved bruk av Large Eddy Simulation (LES)-baserte modeller forbigående modelleringsfordel fremfor RANS-simuleringer [3] [4] [5]. Den alvorlige ulempen med LES-basert CFD i et industrielt miljø er den enorme dataressursen som kreves, i størrelsesorden flere hundre dedikerte kjerner. Uten en slik ressurs kan kjøretiden for en enkelt sak ta måneder, noe som gjør seriøse undersøkelser umulige i en fornuftig tidsramme.

Det er gjort betydelige utviklinger innen CFD-modellering som forsøker å kombinere fordelene med både LES- og RANS-turbulensmodellering [6]. Disse modellene kalles ofte hybridmodeller og gir større potensiale for bruk av LES i et industrielt miljø.

En hybrid LES-RANS CFD-modell, ved bruk av en blandet flerfasemetode for kavitasjon, ble laget for å simulere ytelsen til kontrollåpningen. Turbulensmodellering ved bruk av en hybrid LES-RANS-metode tillater betydelige beregningsmessige gevinster i forhold til full LES, spesielt i veggbegrensede strømningsgeometrier med høye Reynolds-tall (Re) i en dieselinjektor.

2. Eksperimentelt arbeid

Gjennomsiktige modeller ble laget av hydrauliske kontrolldeler fra en dieselinjektor, inkludert en høytrykkskontrollåpning, mellom nåletoppen og kontrollventilen. På grunn av den lille skalaen til ekte injektorer ble modellen laget i 40 ganger reell størrelse, ettersom det har vist seg i tidligere studier at åpningsstrømytelsen er rimelig uavhengig av skala [1]. Denne økte skalaen tillot mye enklere visualisering ved bruk av et høyhastighetskamera, en Vision Research Phantom V1210. Et slikt kamera med passende belysning fanger opp detaljer i strømmen som ikke er synlig for det menneskelige øyet, og lar den hydrauliske oppførselen spores via kavitasjonsprosessen.