Experiment and CFD Calculation of Flat Wall Impinging Fuel Spray in High-Pressure Cross-Flow Ambient Injected by VCO Nozzle for DISI Engine = Experiment and CFD Calculation of Flat Wall Impinging Fuel Spray in High-Pressure Cross-Flow Ambient Injected by VCO Nozzle for DISI Engine
저자
( Zhanbo Si ) ; ( Nagisa Shimasaki ) ; ( Keiya Nishida ) ; ( Youichi Ogata ) ; ( Chenglong Tang ) ; ( Zuohua Huang )
발행기관
한국액체미립화학회(Institute for Liquid Atomization and Spray System Korea)
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
60-60(1쪽)
제공처
The fuel spray injected into a direct injection (DI) engine is strongly affected by both the in-cylinder air flow and the piston cavity wall impingement. The combined effect of the air flow and the wall impingement plays an important role on the spray development, mixture formation and subsequent combustion. In this study, the effects of the parallel cross-flow and the flat wall impingement were investigated on the spray development and dispersion. The spray was injected by a valve covered orifice (VCO) nozzle under various cross-flow velocities and ambient pressures. Tomographic images of the spray in a vertical and several horizontal planes were taken by a high-speed video camera and a continuous wave laser sheet. Moreover, the experiment results were compared with simulation which was calculated by the validated spray models based on the CONVERGE software. The results show that with increasing the cross-flow velocity, the spray tip penetration is decreased slightly before the impingement while the spray tip penetrates further in the cross-flow downstream direction after the impingement. The high ambient pressure tend to compress the spray profiles. Additionally, under the condition of the similar fuel injection and cross-flow momentum flux ratio, the distortion curves of the sprays in the cross flow upstream side agree well with each other whereas the spray dispersion in the downstream side is affected by the cross flow velocity. In the vertical plane along the flat wall, the head vortex is generated at the spray tip. With the head vortex growing, the surrounding air is significantly entrained into the spray. In the horizontal plane, an empty belt is observed near the head vortex core region. The quantitative analysis shows that the high velocity of the cross-flow favors the spray breakup and dispersion, leading to a larger head vortex and a wider spray angle.
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