Прямое численное моделирование распыления и рассеяния капель жидкого топлива
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v84.i1.09Ключевые слова:
распыление, моделирование, октан, додекан, испарение, диспергирование, численная модельАннотация
Развитие математического моделирования течений двухфазных потоков и современные возможности к позволяют в определенной степени получать данные о поведении потока. Но без экспериментальных данных, позволяющих проверить используемые математические модели невозможно проверить адекватность их применения и точность полученных результатов. Учитывая такие трудности, все чаще используются феноменологические модели таких течений. В данной работе проведен обзор существующих феноменологических моделей, дающих глубокое представление об особенностях и особенностях формирования брызг и рассеивания струи жидкого топлива. Эти модели дают представление о механизмах первичного и вторичного распыления струй жидкости, прослеживая поведение одиночной капли жидкого топлива, помещенной в неподвижную газовую среду. В работе также методом прямого численного моделирования представлены результаты компьютерного моделирования процессов распыления, диспергирования и испарения капель октана и додекана. Для описания межфазных взаимодействий и отслеживания формы и положения частиц в дисперсной фазе использовался метод объема жидкости (МОЖ), который относится к классу эйлеровых методов и является неавтономным алгоритмом.
По результатам вычислительных экспериментов по исследованию процессов распыления, диспергирования и испарения органических веществ класса алканов – октана и додекана – установлен оптимальный режим горения. Полученные результаты имеют научное и практическое применение при построении фундаментальной теории горения и проектировании конструкции систем впрыска с оптимальными параметрами.
Библиографические ссылки
2 Reitz R.D. At. Spray Tech., 3, 309–337 (1987).
3 Yi Y., Reitz R. At. Sprays, 14, 53–80 (2004).
4 Tanner F.X. At. Sprays, 14, 211–242 (2004).
5 Huh K., Gosman A. Proc. Int. Conf. Multiph. Flows (Tsukuba, 1991), p. 515-518.
6 Arcoumanis C., Gavaises M., French B. SAE Tech. Pap., 938-945 (1997).
7 Arcoumanis C., Gavaises M. At. Sprays, 8, 307–347 (1998).
8 Kong S., et al. J. Appl. Math. Phys., 2, 197–204 (1999).
9 Ma Zh., et al. Fuel, 220, 763-768 (2018).
10 Askarova, A., et al. J. Eng. Appl. Sc., 13, 4054-4064 (2018).
11 Askarova A., et al. J. Eng. Appl. Sc., 10, 90-95 (2015).
12 Castanet G., et al. Int. J. Heat Mass Transf., 45, 5053-5067 (2002).
13 Mikami M., et al. Combust. Flame, 141, 241-252 (2005).
14 Boschung J., et al. J. Fluid Mech., 794, 233 – 251 2016.
15 Arenas A., Chorin A.J. PNAS, 103, 4352-4355 (2006).
16 Kröger M., et al. Proc. 4th Int. Berlin Worksh. Transp. Phenom. with Moving Boundaries (Berlin, 2007), p. 290–301.
17 Sato T., et al. Fluids Eng., 122, 510–516 (2000).
18 Liovic P., et al. ISIJ Int., 41, 225-233 (2001).
19 Stokes G.C. Trans. Cambridge Philos. Soc., 9, 1-86 (1850).
20 Jackson R. Chem. Eng. Sci., 52, 2457-2469 (1997).
21 Maxey M.R., Riley J.J. Phys. Fluids, 26, 883-889 (1983).
22 Macpherson G.B., et al. Commun. Numer. Methods Eng., 25, 263-273 (2009).
23 Shankar Subramanian R. J. Fluid Mech., 153, 389-400 (2006).
24 Amsden D.C., Amsden A.A. IEEE Trans. Commun., 36, 190-195 (1993).
25 Godsave G.A. Proc. Int. 4th Symp. Combust. (Baltimore, 1953), vol. 4, p. 818-830.
26 Ranz W.E., Marshall W.R. Chem. Eng. Prog., 48, 141-146 (1952).
27 Bolegenova S., et al. Proc. 1st Int. Sc. Conf. Glob. Sc. Innov. (Chicago, 2013), p. 380-385.
28 Askarova A., et al. Bulg. Chem. Commun., 48, 229-235 (2016).
