آنالیز ناپایداری غیرخطی جت جریان چرخشی خروجی از انژکتور دوپایه به منظور کاهش مصرف سوخت و آلاینده ها

امروزه تلاش برای ظهور سامانه های نسل آینده حمل و نقل، با هدف ایمنی بیشتر و آلایندگی کمتر، در دستور کار طراحان موتور و پیشرانش در جهان قرار گرفته است. افزایش کارایی موتور در این سامانه ها اعم از هوایی و زمینی، نکته ای کلیدی در جهت حصول هدف می باشد. در این پژوهش به منظور کاهش مصرف سوخت و آلاینده ها در موتورهای احتراق داخلی، تلاش شده است تا فرایند گسست اولیه جت سیال که از اجزای مهم اتمیزاسیون سوخت به شمار می رود، بصورت آنالیز تحلیلی غیرخطی و حل عددی تشریح گردد. در روش تحلیلی معادلات فاز مایع، گاز و شرایط مرزی نوشته شده است. با استفاده از متد اغتشاشات و دامنه اختلال اولیه به عنوان پارامتر اغتشاش، معادله توزیع بدون بعد نرخ رشد موج که بر ناپایداری لایه حلقوی سیال غیر لزج حاکم است، بدست آمد. با حل عددی معادله نهایی و رسم تابع تغییر شکل در نرم?افزار maple، این نتیجه حاصل شد که با در نظر گرفتن چرخش گاز بیرونی، مود متقارن محوری در اعداد چرخش بسیار کوچک غالب می باشد. با افزایش عدد چرخش مودهای بالاتر مارپیچی نامتقارن غالب می شوند و طول گسست کاهش می یابد. همچنین با افزایش عدد وبر مایع، دامنه اختلال اولیه و نسبت سرعت گاز درونی و بیرونی به مایع نیز طول گسست کاهش می یابد که تاثیر گاز درونی در ازهم پراکندگی و افزایش ناپایداری، نسبت به گاز بیرونی بیشتر است. همچنین تحلیل عددی رشد ناپایداری امواج در سطوح مشترک با استفاده از مدل pfm و حل آن با روش fct این نتیجه حاصل شد که با افزایش زاویه پاشش، زمان و طول گسست اولیه کاهش یافته و موجب کاهش قطر ذرات در فضای آیروسل و افزایش شرایط احتراق کامل سوخت می گردد. این نتایج تطابق خوبی با پژ‍وهش های تجربی دارد.