Application of three-dimensional numerical study in air-blast atomizer designing
Автор: Sipatov Aleksey Matveevich, Karabasov Sergey Aleksandrovich, Gomzikov Leonid Yulievich, Abramchuk Taras Viktorovich, Semakov Gleb Nikolaevich
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.6, 2013 года.
Бесплатный доступ
The experience gained from modifying the low-pressure drop gas-turbine fuel atomizer with two air nozzles is presented. The volume of fluid (VOF) approach was used for two-phase flow analysis. Comparison of the base design and the design, obtained from numerical analysis results, was executed by a full-scale experiment. Experimental data for particle velocities and particle diameter data were obtained at the ICMM UB RAS (Perm, Russia). It is shown that the VOF approach provides sufficient conditions for identification of such effects as significant irregularity of the spray in the circumferential direction. Elimination or reduction of the causes of this event can significantly improve the spray quality without significant changes in the design.
Liquid film atomization, vof модель, aerosol characteristics, cfd моделирование, air-blast atomizer, vof approach, spray irregularity, computational fluid dynamic
Короткий адрес: https://sciup.org/14320686
IDR: 14320686
Список литературы Application of three-dimensional numerical study in air-blast atomizer designing
- Авиационные правила. Часть 33. Нормы летной годности двигателей воздушных судов. -М.: ОАО «Авиаиздат», 2004. -43 с. (URL: http://aviadocs.net/docs/2003_AP_ch33.pdf).
- Авиационные правила. Часть 34. Охрана окружающей среды. Эмиссия загрязняющих веществ авиационными двигателями. Нормы и испытания. -М.: ОАО «Авиаиздат», 2003. -84 с. (URL: http://www.aviadocs.net/docs/2003_AP_ch34.pdf).
- Охрана окружающей среды. Приложение 16 к Конвенции о международной гражданской авиации: Том II. Эмиссия авиационных двигателей. -Montréal, Quebec, Canada: Международная организация гражданской авиации, 2008. -118 c. (URL: http://airspot.ru/book/file/595/an16_v2_cons_ru.pdf).
- Lefebvre A.H., Ballal D.R. Gas turbine combustion: Alternative fuels and emission. -Taylor & Francis Group, 2010. -537 p.
- Иноземцев А.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели. -Пермь: Изд-во ОАО «Авиадвигатель», 2006 г. -1202 с.
- Gosman A.D., Ioannides E. Aspects of computer simulation of liquid-fuelled combustors//J. Energy. -1983. -V. 7, N. 6. -P. 482-490.
- Chrigui M., Sadiki A., Batarseh F.Z., Roisman I., Tropea C. Numerical and experimental study of spray produced by an airblast atomizer under elevated pressure conditions//ASME TURBO EXPO, Berlin, 2008. -GT2008-51305.
- Apte S.V., Gorokhovski M., Moin P. LES of atomizing spray with stochastic modeling of secondary breakup//Int. J. Multiphas. Flow. -2003. -V. 29, N. 9. -P. 1503-1522.
- Ménard T., Tanguy S., Berlemont A. Coupling level set/VOF/ghost fluid methods: Validation and application to 3D simulation of the primary break-up of a liquid jet//Int. J. Multiphas. Flow. -2007. -V. 33, N. 5. -P. 510-524.
- Movassat M., Maftoon N., Dolatabadi A. A three-dimensional numerical study of the breakup length of liquid sheets//ILASS Americas, 21th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Orlando, Florida, May 18-21, 2008. -8 p. (URL: http://www.ilass.org/recent/conferencepapers/Paper%20T2-A-2.pdf).
- Баталов В.Г., Колесниченко И.В., Степанов Р.А., Сухановский А.Н. Применение полевых методов измерений для исследования двухфазных потоков//Вестник пермского университета. Серия: Математика. Механика. Информатика. -2011. -№ 5 (9). -С. 21-25.
- Баталов В.Г., Колесниченко И.В., Сухановский А.Н. Измерение размеров частиц в факеле форсунки методом IPI//Материалы Всероссийской конференции молодых ученых (с международным участием) «Неравновесные процессы в сплошных средах», Пермь, 26-27 ноября 2010 года. -С. 27-30.
- Баталов В.Г., Сухановский А.Н. Измерение характеристик двухфазного потока в факеле форсунки методами PIV и IPI//ХI Межд. научн.-техн. конференция «Оптические методы исследования потоков». -М.: МЭИ (ТУ), 2011. -1 CD-ROM. -Доклад № 61. -6 с.
- Menter F.R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications//AIAA J. -1994. -V. 32, N. 8. -P. 1598-1605.
- Wilcox D.C. A two-equation turbulence model for wall-bounded and free-shear flows//AIAA Paper. -1993. -AIAA-93-2905.
- Launder B.E., Spalding D.B. The numerical computation of turbulent flows//Comput. Method. Appl. M. -1974. -V. 4, N. 2. -P. 269-289.
- ANSYS CFX Theory Guide. ANSYS CFX release 13.0. 2010.
- Menter F.R. Zonal two-equation k-w turbulence model for aerodynamic flows//AIAA Paper. -1993. -AIAA-93-2306.
- Hirt C.W., Nichols B.D. Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries//J. Comput. Phys. -1981. -V. 39, N. 1. -P. 201-225.
- Nisisako T., Torri T., Higuchi T. Droplet formation in a microchannel network//Lab Chip. -2002. -V. 2, N. 1. -P. 24-26.
- Sloan S.W. A fast algorithm for generating constrained delaunay triangulations//Comput. Struct. -1993. -V. 47, N. 3. -P. 441-450.
