曹福来，郭瑞瑞

（许昌学院 电气与机械工程学院，河南 许昌 461000）

前言

燃油通过发动机喷油器进行喷射、雾化以及与空气混合，因此研究喷油器燃油雾化的特性意义重大[1]。国内对喷油嘴雾化特性研究起步晚，华中科技大学魏明瑞分析了流动空穴对雾化特性的影响；江苏大学王谦搭建了喷雾可视化试平台；天津大学张军利用欧拉多相流计算方法模拟计算喷雾特性[2]。计算机技术的飞速发展使得计算流体动力学得到了广泛的应用，它既不像传统流动学过分依赖抽象假设也不需要浪费资源搭建实验平台，利用FLUENT软件领先的计算方法、超高的前后处理水平以及丰富而先进的湍流模型来研究发动机喷油嘴雾化特性具有明显的优势。

1 喷雾模拟计算的基本计算方法

发动机燃油在喷油嘴里流动的过程中属于连续运动的介质，而所有流体都遵循物理学的三大守恒定律，因此发动机喷雾的模拟也遵循基本的控制方程，主要有流体力学质量守恒方程、流体力学动量守恒方程、流体力学的能量守恒方程和流体力学组分质量守恒方程[3]。传统的湍流数值模拟方法主要有三种，第一种是雷诺平均N-S方程方法，通过封闭的雷诺平均N-S方程求解脉动对平均运动的影响，其包含涡黏性封闭与雷诺应力两种模式，涡黏性封闭模式忽略部分微量因素用低阶参数代替高阶参数在工程中有广泛应用。第二种是大涡模拟，大涡容易受流场的影响，能量通过大涡传递给小涡，呈现各向异性的大涡和呈现各向同性的小涡，利用N-S方程可以模拟计算大涡，对计算机的数据处理能力提出了要求。……