“全空穴”模型中的非冷凝气质量分数研究

摘要

采用Fluent的“全空穴”模型模拟了不同非冷凝气质量分数下的柴油喷孔内超空穴流,非冷凝气质量分数的变化范围为1.5×10-8～7.5×10-5,并与试验结果进行了对比.“全空穴”模型假设空穴是由于非冷凝气和/或液体蒸发形成的.模拟结果显示:非冷凝气质量分数对喷孔内超空穴流场的影响占主导地位,非冷凝气质量分数不仅影响空穴数量,还影响孔内压力分布,进而影响空穴分布.在试验条件下,当非冷凝气质量分数较大时,如取10-5数量级,计算的喷孔内超空穴场形态与试验定性不吻合,喷孔中下游区域的空穴主要集中在喷孔中心区,而不是在壁面附近,但连续方程残差比其他小的非冷凝气质量分数小2～3个数量级,且达到收敛所需要的迭代次数也少得多;当非冷凝气质量分数减小时,如小于1.5×10-6时,计算的孔内空穴场与试验结果定性一致,但达到收敛所需要的迭代次数增多,且收敛时的残差值较大.总之,采用较大的非冷凝气质量分数,计算收敛快,残差值小,但计算的喷孔内空穴场与试验空穴场定性不吻合;使用与试验空穴场定性吻合的非冷凝气质量分数,收敛所需要的迭代次数较多,计算残差较大.