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

Dynamisk kavitation inde i en højtydende dieselinjektor – en eksperimentel og CFD-undersøgelse(del 2)

I CFD-simulering viser løsning af turbulente strukturer i stor skala ved hjælp af Large Eddy Simulation (LES)-baserede modeller forbigående modelleringsfordele i forhold til RANS-simuleringer [3] [4] [5]. Den alvorlige ulempe ved LES baseret CFD i et industrielt miljø er den enorme computerressource, der kræves, i størrelsesordenen flere hundrede dedikerede kerner. Uden en sådan ressource kan køretiden for en enkelt sag tage måneder, hvilket gør seriøse undersøgelser umulige inden for en fornuftig tidsramme.

Der er foretaget betydelige udviklinger inden for CFD-modellering, som forsøger at kombinere fordelene ved både LES- og RANS-turbulensmodellering [6]. Disse modeller kaldes ofte hybridmodeller og giver et større potentiale for, at LES kan bruges i et industrielt miljø.

En hybrid LES-RANS CFD-model, der anvender en blandet flerfasemetode til kavitation, blev skabt for at simulere kontrolåbningens ydeevne. Turbulensmodellering ved hjælp af en hybrid LES-RANS-metode tillader betydelige beregningsmæssige gevinster i forhold til fuld LES, især i de høje Reynolds-tal (Re) vægafgrænsede flowgeometrier i en dieselinjektor.

2. Eksperimentelt arbejde

Gennemsigtige modeller blev skabt af hydrauliske styredele inde fra en dieselinjektor, inklusive en højtrykskontrolåbning, mellem nåletoppen og kontrolventilen. På grund af den lille skala af rigtige injektorer blev modellen skabt i 40 gange reel størrelse, da det har vist sig i tidligere undersøgelser, at åbningsflowydelsen er rimelig uafhængig af skala [1]. Denne øgede skala gjorde det meget lettere at visualisere ved hjælp af et højhastighedskamera, en Vision Research Phantom V1210. Et sådant kamera med passende belysning fanger detaljer i flowet, der ikke er synligt for det menneskelige øje, og gør det muligt at spore den hydrauliske adfærd via kavitationsprocessen.