شبیه‌سازی دقیق فواره کم‏فشار سوخت و آب در موتورهای احتراق داخلی؛ مطالعۀ عددی و آزمایشگاهی

یکی از راه حل‌های کاهش آلاینده‌ها و افزایش توان موتور استفاده از پاشش آب در موتورهای احتراق داخلی است. در این نوع از موتورها فواره سوخت و آب نقش مهمی در عملکرد موتور ایفا می‌کنند. در همین راستا هدف مطالعه پیش رو شبیه سازی دقیق فواره‌های سوخت و آب و ارائه ضرایب بهینه برای رسیدن به بهترین نتایج مدلسازی فواره است. بدین منظور ابتدا ویژگی های کلیدی فواره با انجام کار آزمایشگاهی که شامل عکسبرداری از فواره در یک محفظه شیشه ای با دوربین پر سرعت و سپس پردازش تصویر است، برای هر دو فواره سوخت و آب استخراج گردیده است. در ادامه شبیه سازی دو فواره سوخت و آب به صورت سه بعدی در نرم افزار تجاری کانورج به کمک الگوهای فیزیکی مناسب برای تعیین رفتار فواره به طور کامل انجام شده است. تحلیل حساسیت و نتایج شبیه‌سازی فواره بر اساس الگوهای موجود حاکی از آن بود که مهم ترین تاثیر در رفتار فواره مربوط به الگوی شکست است. نتایج این بررسی نشان می دهد که فواره آب بسیار صلب است و با ایجاد تغییر در متغیرهای پاشش و ضرایب الگوهای فیزیکی، تغییر محسوسی در رفتار آن به وجود نمی آید. در نهایت به کمک نتایج تجربی موجود و پس از شناسایی دقیق عوامل موثر بر شبیه‌سازی و میزان اثرگذاری آنها، ضرایب بهینه برای الگوهای موجود در شبیه‌سازی فواره سوخت و آب در افشانه های کم‏فشار که در موتورهای احتراق داخلی مورد استفاده قرار می گیرند، معرفی گردیده است.