Пневматический впрыск в ДВС

[Flanker 0]

Добрый день.

Требуется расчетать впрыск смеси топлива с воздухом в поршневом ДВС.

Т.е для этой задачи характерно:

1. подвижная сетка.

2. импульсная струя (впрыск длится пимерно 3 мс).

3. большой перепад давлений (на входе 150 атм, а в рабочей области примерно 1-30 атм.).

4. 2 фаза у струи возможно с закритическим режимом испарения капель.

В итоге нужно получить распределение концентрации топлива внутри камеры сгорания.

Прошу помощи в выборе расчетного пакета.

Имеется Star-CD, CFX, Fire, возможно будет Fluent.

Т.е. в каком из данных пакетов возможно решать данную задачу,

и если есть выбор то в каком из них это возможно сделать наибоее быстро.

А также если не сложно помочь с литературой по пакетам.

Особенно интересует модели турбулентностей, а также все вопросы представленные выше.

Также интересует проблема адекватности расчета.

Т.е. если кто-нибудь сталкивался с подобной проблемами, не могли покоремендовать литературу по подобными задачам для последующей проверки адекватности.

Всем заранее Спасибо.

[a_schelyaev 366]

У Star-CD есть специализированные модули, если верить их сайту.

Но можно и что-то наше глянуть, если интересно.

Скоро проект заканчиваем для буржуев как раз по холодной продувке горшков.

Если есть практический интерес, то могу скинуть более подробную информацию.

[Miki 3]

ключевая тема испарение капель

одни походы берут аналитикой (варианты Лагранжа), но могут (и косячат) в некоторых областях

другие делают очень неплохо, но требуют очень немаленькой сетки, а с учетом нестационара это выливается в суровые затраты времени/железа

все остальное (движуха поршней и прочего) делалось и делается вполне удобно и хорошо

[Lynx 1]

У Star-CD есть специализированные модули, если верить их сайту.

Это вы про EZE-ICE что ли? Ну он упрощает построение сетки и задание движения поршней и клапанов. Только вот маленькая проблема - в пиратских версиях этого модуля нет (я по крайней мере ни разу не видел), а лицензионный стоит весьма впечатляющих денег.

[a_schelyaev 366]

Ну тут главное дать челоеку информацию, а дальше пусть голову ломает он или его руководство.

;)

[Flanker 0]

У Star-CD есть специализированные модули, если верить их сайту.

Но можно и что-то наше глянуть, если интересно.

Скоро проект заканчиваем для буржуев как раз по холодной продувке горшков.

Если есть практический интерес, то могу скинуть более подробную информацию.

Интересует любая информация.

Так что если не сложно скиньте на

flanker_85@inbox.ru

По поводу EZ-ICE, ее у нас нет, только Star-CD и Star-CCM.

Небольшой опыт использования Star-CD есть, и одной из основных проблем с которыми пришлось столкнуться был малый перепад давления, который можно было задать, максимум удавалось 30 атм и то с большими проблемами.

И именно перепад меня сейчас волнует наиболее сильно, хотя все остальные проблемы тоже очень важны.

Изменено 2 июля 2009 пользователем Flanker

[a_schelyaev 366]

Ответил по почте.

С перепадами проблем у нас лично не припомню, т.к. одно время развлекались воздействием ударной волны ядреного взрыва на сметаемые ею объекты - интереса ради.

:)

[serg314 0]

Fire вырос из двигателестроения с соответствующими модулями и заточками. Для вашей задачи комплектация должна быть с модулями spray, wallfilm, multiphase, ну и combustion (если будет моделироваться сгорание).

[VictorLP1 0]

Ну как, у кого чего получалось?

Может кто подскажет - вот у меня есть смоделированное во флюенте течение в штифтовой форсунке с учетом кавитации, хотелось бы увидеть как будет выглядеть форма распыливаемого факела ну и распределение размеров капель - это реально? просто насколько я понял injection там выглядит таким образом, что ты должен как бы интерпретировать программе форму факела по эксперементальным и каким либо ещё данным и он тебе его нарисует и покажет движение частиц, но мне надо чтоб он сам построил распыливание из параметров потока.

[gebbels 1]

Ну как, у кого чего получалось?

Может кто подскажет - вот у меня есть смоделированное во флюенте течение в штифтовой форсунке с учетом кавитации, хотелось бы увидеть как будет выглядеть форма распыливаемого факела ну и распределение размеров капель - это реально? просто насколько я понял injection там выглядит таким образом, что ты должен как бы интерпретировать программе форму факела по эксперементальным и каким либо ещё данным и он тебе его нарисует и покажет движение частиц, но мне надо чтоб он сам построил распыливание из параметров потока.

В старом хелпе ко флюенту 6.3. есть пример по распылению аэрозоля. Там кажется это было в постпроцессинге.

А вообще эту задачу (по впрыску в горшок) надо решать во Флюенте с динамической сеткой (метод выращивания слоёв).

Изменено 4 декабря 2012 пользователем gebbels

[Apologist 0]

Это даже хорошо, что я эту тему раньше не видел )

Спец. пакет от CD-adapco называется es-ice. Вообще это препроцессор и сеткопостроитель, решателем выступает тот же старый добрый STAR-CD. Но в данном случае не суть. Потому что если интересует только впрыск, то возможности es-ice ни к чему. Более того, валидацию инжекторов мы обычно делаем на модельных задачах в STAR-CD и уже потом эти инжектора используем в при расчете двигателя. Я бы так и решал в 2 этапа задачу из нулевого поста.

А конкретно рассказать зашел про ELSA. Модель в STAR-CD, позволяющая при больших концентрациях жидкости использовать Эйлеров подход, а уже во время распыла (когда поток по сути - капли в газе) - Лагранж. В итоге позволяет избежать неподъёмных сеток и даёт нормальный результат. Заинтересует - пожно подробнее поговорить.

Первой же строчкой гугл выдает ссылку на валидацию модели, пробежался по диагонали, увидел давления топлива до 1500 МПа.

Автор-то тут больше не появлялся? Интересно справился он с задачей и как?

[a_schelyaev 366]

Ну ты бы еще года через три ответил.

:)

[Apologist 0]

a_schelyaev , внимательный читатель заметит, что тему апнул не я.

[Apologist 0]

Может кто подскажет - вот у меня есть смоделированное во флюенте течение в штифтовой форсунке с учетом кавитации, хотелось бы увидеть как будет выглядеть форма распыливаемого факела ну и распределение размеров капель - это реально? просто насколько я понял injection там выглядит таким образом, что ты должен как бы интерпретировать программе форму факела по эксперементальным и каким либо ещё данным и он тебе его нарисует и покажет движение частиц, но мне надо чтоб он сам построил распыливание из параметров потока.

А вы там внимательно задание инжекторов посмотрели? В STAR-CD есть минимум 2 подхода: задание всех параметров распыла (включая конус) и задание только параметров форсунки. Первый используем, когда есть детальные экспериментальные данные по распылу. Второй - когда этот конус нужно определить на основе имеющихся данных.

Примерно такая же ситуация с атомизацией капель: можно довериться имеющейся модели, а можно и ручками задать.

Эти модели всё же базовые, посмотрите внимательнее, может найдете такое и во Флюэнте.

[VictorLP1 0]

Пока мои изучения немного ушли в сторону от самого распыливания, но получить конус распыливаемого топлива должно стать финальной частью.

Моя задача представляет то, что изображено на картинке. В конце концов хочется получить струю, формруемую этим инжектором при наличиствующей значительной кавитации. Ну пусть для начала и без кавитации. перепад давлени 1200бар - 2,5бар.

<noindex></noindex>

и задание только параметров форсунки

интересно каких же. (наверно, диаметр и длина сопла, эффективное проходное сечение форсунки и т.д.)

То есть у меня имеется построенная геометрия и расчитанные параметры потока, с некоторой области жидкость, начинает "рваться " на капли, какая-то модель мне наверное может в этом помочь!?

[Apologist 0]

интересно каких же. (наверно, диаметр и длина сопла, эффективное проходное сечение форсунки и т.д.)

Набор параметров зависит от используемой модели форсунки. Это диаметр и длина, сужение, discharge coefficient, шероховатость поверхности. Часть моделей умеет определять кавитацию в форсунке. Но это всё для простых геометрий (на сколько я в этом понимаю), а ваш случай не из их числа.

Для вашего случая нужно найти параметры распыла и потом в полной задаче детально этот конус описать. Так? Такая возможность есть, задаются углы, диаметр частиц и т.д. (все могут быть переменными от времени, например).

То есть у меня имеется построенная геометрия и расчитанные параметры потока, с некоторой области жидкость, начинает "рваться " на капли, какая-то модель мне наверное может в этом помочь!?

Да, это как раз и есть модель ELSA в STAR-CD. Вот пара документов по валидации в свободном доступе:

<noindex>https://imem.cray.com/2010/Meeting-2010/1_C...co-IMEM2010.pdf</noindex>

<noindex>http://www.vecom.org/documents/vecom-clepa.../15K.A.Dung.pdf</noindex>

Если я правильно понимаю, то вы сейчас посчитали VOF-модель, определили зоны кавитации. Осталось добавить ELSA и получите конус. С моей стороны есть только одна проблема - модель ELSA существует давно, но информации по ней не много. Поэтому за исключением двух документов выше я пока ничего показать не могу (потому что не вижу). Если какие-то конкретные вопросы возникнут, то буду копать дальше.

[VictorLP1 0]

Спасибо, материалы почитал, действительно похоже на то, что нужно. И конус и дальность проникновения и диаметры капель и испарение и кавитация...И как я понял все это исходя из параметров течения и геометрии самой форсунки. Уже начинаю жалеть, что взялся во флуенте копаться с этим вопросом... может возьмусь и за освоение стар-сд, боюсь времени уйдет много, ведь до этого даже не видел её..

Если я правильно понимаю, то вы сейчас посчитали VOF-модель, определили зоны кавитации.

В общем да, но модель Mixture, а не VOF.

Singhal's full cavitation model во флюенте работает только при Mixture multiphase model.

В целом задача моя такова: получить эволюцию конуса распыливаемого топива, и распределения диаметров капель, получаемые в результате впрыскивания в цилиндр при помощи такой форсунки с учетом значительной кавитации.

Урощения на начальных этапах:

-цилиндр представляет из себя огромный сосуд заполненый горячим воздухом, стенки удалены, никаких движущихся элементов

- игла форсунки находится в максимально поднятом состоянии с момента начала до момента конца впрыска (движущиеся сетки пока слабо)

- давление на инлете (давление впрыскивания) нестацианарно, задается характеристикой.