燃料スプレー中の混合物の性質に及ぼす液滴Stokes数のラージエディシミュレーション

VUORINEN V.; HILLAMO H.; KAARIO O.; NUUTINEN M.; LARMI M.; FUCHS L.

文献

J-GLOBAL ID：201002217929316969 整理番号：10A1139114

燃料スプレー中の混合物の性質に及ぼす液滴Stokes数のラージエディシミュレーション

LARGE EDDY SIMULATION OF DROPLET STOKES NUMBER EFFECTS ON MIXTURE QUALITY IN FUEL SPRAYS

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著者 (6件)： , , , , ,
資料名：
巻： 20 号： 5 ページ： 435-451 発行年： 2010年
JST資料番号： W0176A ISSN： 1044-5110 CODEN： ATSPE2 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

ディーゼルエンジンにおいて,燃焼特性は空間的及び時間的スプレー分布に強く依存する。最近10年間に,代替となる,環境に優しいエンジンの概念が開発された。本報告は,著者らによる最近の研究の継続及びここで提示した結果を提供した。既に得た事実(Vuorinen,V.らの報告)を充実させた,同様の数値的実験をベースとした。ラージエディシミュレーション(LES)及びLagrangeの粒子追跡(LPT)技法を,高度の空間及び時間的解(Δx<10-4m及びΔt<10-7s)を用いて,乱流燃料スプレー進展に適用するためにシミュレートした。ここで,スプレー問題の異方性についての詳細な情報を提供した。本論文の目的は,非揮発性燃料スプレーにおける,燃料スプレーの不均一性の観察についての可能性のある原因を確認するために,LES/LPTを適用することであった(Cao,Z.らの報告)。この背景において,液滴積載噴流としての希薄スプレー部分と競うことによる高密度スプレー範囲を回避するゆえに,数値的設定は新規である。次に,スプレー分散,スプレー構造,及び混合物の性質に対する液滴径(d)の明らかな役割を詳細に研究できた。本報告は,ノズル孔径が小さいほど,及び注入圧力が高いほど,より小さい液滴,改良された混合,及びより高いエントレインメントを得た,既存の研究により刺激を受けた。主な注目点は単分散スプレーを,しかしまた,比較のために,幾つかの多分散スプレー及び単一相噴流(トレーサ粒子で僅かに負荷された)も考察した。液滴は球状と仮定した;これらは一定粒径であり,それぞれ他との相互作用はない(すなわち,二方向運動量結合と仮定)。液滴は,0.07≦Stp≦2.56範囲内のStokes数を持ち,直径は2≦d≦12μmに対応していた。研究結果は次のことを含んでいた,(i)スプレー構造の可視化,(ii)結果の定量的及び統計的解析との組み合わせ。スプレー雲の形状とその内部構造はStpに依存することを示した。スプレー分散における明らかな差は,共にStpに強く依存する二つの混合指示装置を用いて定量化した。そして,より小さい液滴がより大きな液滴よりも一層良好な混合を得ることを暗示した:(i)拡散係数,及び(ii)混合指標。

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圧縮点火機関 , 不均質流

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