مدل سازی جریان داخل انژکتورهای چرخشی فشار بالا

در این پژوهش، مدل سازی جریان در داخل انژکتورهای چرخشی فشار بالا با استفاده از یک مدل یک بعدی سریع و با دقت بالا مورد نظر می باشد. در ابتدا با استفاده از نرم افزارfluent و روش نسبت حجمی سیال (volume-of-fluid) یا به اختصار vof که یکی از روشهای بسیار دقیق برای مدل سازی جریان های چند فازی می باشد، جریان سیال در داخل انژکتور مدل سازی می گردد. دو پارامتر اصلی عملکرد انژکتورها یعنی، زاویه مخروطی پاشش سوخت و ضریب تخلیه بدست آمده از این روش با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه می گردند. با حل معادلات ناویر- استوکس دوبعدی چرخشی متقارن محوری با استفاده از روش نسبت حجمی سیال درمدل سازی جریان داخلی به منظور آشنایی هرچه بیشتر با خصوصیات جریان سیال و رژیم آن در این گونه از انژکتورها صورت می گیرد. در ادامه، بهینه سازی هندسه انژکتور برای رسیدن به بالاترین عملکرد ممکن در انژکتورها انجام می گیرد. سپس برای معرفی مدل یک بعدی پیشنهادی، چندین مدل صفربعدی و مدل یک بعدی ارائه شده توسط کازین و ناگلیش مورد بررسی قرار می گیرد. هدف اصلی این پژوهش، مدل سازی انژکتورهای چرخشی فشار بالا و شبیه سازی جریان داخلی در آنها با استفاده از مدل یک بعدی پیشنهادی می باشد. این مدل بر خلاف روش نسبت حجمی سیال (روش vof که بسیار زمان براست) روشی بسیار سریع بوده و در زمانی کوتاه جریان داخل انژکتور های چرخشی فشار بالا را مدل سازی می کند. مدل یک بعدی پیشنهادی با استفاده از معادلات اساسی مکانیک سیالات (بقای جرم و برنولی) و همچنین با استفاده از تلفیقی از معادلات بکار گرفته شده در روش های تحلیلی صفر بعدی و روش یک بعدی کازین و ناگلیش می باشد که توانایی بسیار بالایی برای مدل سازی دقیق جریان درون این انژکتورها دارد. همچنین این مدل پیش بینی بسیار دقیقی از پارامترهای عملکردی انژکتورها را انجام می دهد. برای بررسی صحت نتایح بدست آمده در مقاطع مختلف از هندسه انژکتور خواص مهم جریان از قبیل سرعت محوری، سرعت مماسی و فشار با روش نسبت حجمی سیال مقایسه می گردد. نتایج بدست آمده از مدل ارائه شده علاوه بر تطابق کیفی با ماهیت فیزیکی پدیده، دارای دقت نسبتا مناسبی در تخمین کمی نتایج است. در خاتمه نیز در مورد نتایج استفاده از کد یک بعدی پیشنهادی بر روی اتمایزرهای ساده بحث می شود.