提高喷雾模拟精度的算法 |
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作者姓名: | 张辉亚 张煜盛 肖合林 徐波 |
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作者单位: | 华中科技大学能源与动力工程学院,武汉,430074;华中科技大学能源与动力工程学院,武汉,430074;华中科技大学能源与动力工程学院,武汉,430074;华中科技大学能源与动力工程学院,武汉,430074 |
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基金项目: | 国家重点基础研究发展计划(编号:2001CB209207)和国家自然科学基金(批准号:50676036)资助项目 |
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摘 要: | 燃油喷雾是直喷式发动机燃烧的关键过程,喷雾模拟的精度决定了燃烧计算的可靠性.然而,在KIVA和商业CFD代码中,传统喷雾模拟技术对网格精度非常敏感.因而,预测的发动机性能和排放依赖于计算网格.导致这个问题的两个主要原因是液滴碰撞算法和气液相间耦合.为了提高喷雾模拟精度,采用交错网格液滴碰撞(CMC)算法和气相速度插值算法对原始KIVA代码进行了修正.在定容燃烧室和直喷式柴油机条件下,分别从喷雾结构、预测平均液滴尺寸和喷雾贯穿距三个方面检验了改进KIVA代码对喷雾模拟精度的改善.结果表明,网格依赖性显著降低.通过这些改进,喷雾结构的失真现象消失.在定容燃烧室计算中,预测的平均液滴尺寸的不确定性从30μm减小到5μm;在发动机模拟中,这种不确定性进一步减小到2μm.在中等和精细网格条件下,发动机模拟预测的喷雾贯穿距也获得了较好的一致性.
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关 键 词: | 液滴碰撞算法 气液相间耦合 喷雾模拟精度 喷雾结构 平均液滴尺寸 喷雾贯穿距 |
收稿时间: | 2006-08-25 |
修稿时间: | 2006-08-252007-02-05 |
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