电控汽油喷油器瞬态流动建模与数值模拟分析

"电控汽油喷油器瞬态流动的建模方法及其数值模拟 (2013年)"，作者范佳琪、张振东、尹丛勃，发表于《能源研究与信息》2013年第1期。 本文主要探讨的是电控汽油喷油器内部的瞬态流动现象，这是燃油喷射系统中一个至关重要的问题，因为它直接影响到发动机的性能和排放。在电控汽油喷油器中，燃油的喷射过程非常快速且复杂，涉及到流体动力学、流体与结构相互作用等多个领域。 作者首先构建了喷油器的几何模型，这一模型详细地反映了喷油器内部的结构，包括喷嘴形状、球阀设计等关键部件。接着，他们建立了一个数学模型，该模型用于描述燃油在喷油器内部的流动行为，考虑了压力、速度、流量等关键参数的变化。 为了模拟喷油器的瞬态流动，研究团队采用了FLUENT软件，这是一个广泛应用于流体力学计算的商业软件。他们利用软件中的动网格技术来处理流体流动过程中喷油器内部几何形状的变化，因为喷油器的球阀在工作时会进行开闭动作，导致流场的动态变化。同时，他们还编写了自定义程序来控制模型的边界条件，确保了计算的准确性和连续性。 通过对球阀受力和速度的计算，研究者能够模拟球阀的运动，进一步模拟整个喷油过程。通过每一步的迭代计算，可以得到在任意时刻喷油器内部流体的压力分布、速度分布以及流量变化，这些数据对于理解喷油器的工作原理至关重要。 研究结果表明，所提出的建模方法是有效的，模拟结果与实验数据吻合，验证了模型的可靠性。此外，该方法还揭示了喷油器喷孔拐角处的空化现象，即由于压力下降导致液体局部蒸发形成的气泡生成、发展和消失的过程。这种空化现象对燃油雾化和喷射效果有显著影响，也是影响喷油效率和燃烧质量的关键因素。 最后，通过数值模拟，研究人员还能获得喷孔出口处的速度分布情况，这对于优化喷油器设计、提升燃油经济性和降低排放具有指导意义。这项工作为电控汽油喷油器的设计和性能优化提供了理论依据和技术支持，对汽车工业尤其是内燃机技术的发展具有积极的推动作用。