近日，研究院何志霞教授团队在《International Journal of Multiphase Flow》国际多相流期刊上发表研究性论文“Study of the effect of cavitation flow patterns in diesel injector nozzles on near-field spray atomization characteristics using a LES-VOF method”（Int. J. Multiphase Flow，174:104791,2024）。硕士研究生胡碧荷为论文第一作者。

当前发动机各类新型低温压燃燃烧技术均对喷雾和油气混合提出了更高要求，也是该类新型燃烧获得高效低排放的前提，毫秒级喷射持续期内大流量又往往是提升动力性的基本要求，喷油器研发长久以来面临流通性能和雾化性能无法同时兼顾的挑战。本文发展VOF-LES耦合喷嘴内部流动的近场雾化破碎数值模拟及处理方法，基于对喷嘴内部流态产生机制的掌握，在喷射压力及喷孔出口孔径一致的前提下，基于内部结构的微调调控形成了四种典型流态（单相流、几何诱导壁面片状空化流态、旋涡流动诱导线状空化流态及喷孔前半段抑制空化而后半段近出口强化空化的流态），分析喷嘴内四种流态对应的湍流速度场特性、涡量特性、近场喷雾雾化特性及流量特性，首次解析了喷嘴内不同空化流态对流量系数及雾化破碎的综合影响规律，研究结论用于喷油器喷嘴设计，可突破喷嘴流量系数反映的流通性能和近场喷雾雾化性能无法兼顾长久以来的技术瓶颈。

该工作得到了国家自然科学基金项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2024.104791