2488244 Scania DC09/DC13/DC16 엔진용 디젤 연료 인젝터

고성능 디젤 인젝터 내부의 동적 캐비테이션 – 실험 및 CFD 조사(4부)

요약하면: 

제어 오리피스 내 캐비테이션의 고속 이미징을 통해 이전 연구에서는 볼 수 없었던 맥동 유압 효과가 나타났습니다.오리피스 벽을 따라 큰 보이드 캐비테이션이 생성되었으며 원추형 단면에 도달하면 오리피스를 따라 상류에서 되메움이 발생했습니다.되메움재가 오리피스 입구에 도달하면 흐름 구조 전이가 발생하고 큰 보이드 캐비테이션이 재형성되며 이 과정이 반복됩니다.

CFD 시뮬레이션의 고급 난류 모델링은 실험 결과와 비교할 때 표준 모델보다 훨씬 더 정확한 결과를 생성했습니다.

CFD는 오리피스와 뒤채움 현상을 따라 맥동하는 큰 공극 캐비테이션과 일치했습니다.

CFD 결과에서 이러한 동작의 빈도도 실험의 빈도와 일치했습니다.

CFD는 위에서 설명한 캐비테이션 거동과 관련하여 유량도 맥동하고 있음을 보여주었습니다.CFD의 평균 Cd가 실험에서 측정된 값과 일치한다는 사실은 CFD 유속 맥동이 정확하다는 확신을 주었습니다.

LSM을 사용하면 관리 가능한 시간 내에 LES CFD 모델을 개발할 수 있습니다.이로 인해 실제 크기 구성 요소의 모델을 개발하는 데 상당한 시간이 절약되었습니다.

실제 인젝터의 경우 펄스 캐비테이션의 빈도가 너무 높아 엔진 성능에 영향을 미치지 못했습니다.이 작업을 통해 제공되는 현상에 대한 인식을 통해 향후 설계 수준에서 잠재적인 부작용을 피할 수 있습니다.

참고자료
[1]다.Soteriou, M. Smith 및 R. Andrews, "직접 분사 디젤 스프레이의 캐비테이션 유압 플립 및 원자화", IMechE C465/051/93, 1993.
[2]다.Soteriou, M. Smith 및 R. Andrews, "디젤 분사 - 오리피스의 캐비테이션 발생에 대한 레이저 광 시트 조명", IMechE C529/018/98, 1998.
[3]비.Befrui, P. Spiekermann, MA Shost 및 M.-C.Lai, "GDi 다중 홀 노즐 플룸 1차 분해에 대한 VoF-LES 연구 및 이미징 데이터와의 비교", 액체 원자화 및 스프레이 시스템에 관한 ILASS 유럽 컨퍼런스, 하니아, 그리스, 2013년.
[4]RE Bensow, "RANS, DES 및 LES를 사용한 Delft Twist11 포일의 비정상 캐비테이션 시뮬레이션", 독일 함부르크에서 열린 제2차 해양 프로펄서 국제 심포지엄, 2011년.
[5]다.Egerer, S. Hickel, S. Schmidt 및 N. Adams, "마이크로 채널의 난류 캐비테이션 흐름 분석", 유압 기계 및 캐비테이션/수관 내 공기에 관한 SHF 컨퍼런스, 프랑스 그르노블, 2013년.
[6]ML Shur, PR Spalart, MK Strelets 및 AK Travin, "지연 DES 및 벽 모델링 LES 기능을 갖춘 하이브리드 RANS-LES 접근 방식", International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri 및 RJ Andrews, "디젤 노즐 내부 흐름에 굴절률 매칭 적용", 유체 역학에 레이저 기술 적용에 관한 제6차 국제 심포지엄, 1992. [8] D. Bush, CCESoteriou , M. Winterbourn 및 C Daveau, IC 엔진용 연료 시스템의 "고성능 인젝터의 유압 제어 구성요소 조사", IMechE 2015.