清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Numerical study on multi-scale unsteady cavitation flow within a scaling-up engine nozzle for methanol fuel

气泡 喷嘴 机械 空化 索特平均直径 物理 流体体积法 流量系数 液体气泡 动量(技术分析) 多相流 流量(数学) 联轴节(管道) 灵敏度(控制系统) 两相流 质量流量 强度(物理)
作者
Shengnan Zhang,Zhixia He,Chuqiao Wang,Wei Guan,Wei Huang,Linmin Li
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:38 (3) 被引量:1
标识
DOI:10.1063/5.0313746
摘要

Cavitation inside fuel-injector nozzle governs injection accuracy, pressure oscillations, and subsequent atomization, yet its multi-scale dynamics remain difficult to predict—particularly for methanol. We develop an enhanced Euler–Lagrange multi-scale coupling framework that combines a volume-of-fluid (VOF) description of the continuous cavitating flow with a discrete bubble model (DBM) for Lagrangian microbubbles. The approach integrates a simplified Rayleigh–Plesset formulation for bubble dynamics and two-way momentum and mass coupling between phases. Applied to a scaled-up nozzle representative of engine injectors, the method is validated against experiments and a baseline VOF simulation. Across three injection pressures (0.40, 0.50, and 0.65 MPa), the flow exhibits quasi-periodic behavior: sheet cavitation growth, cloud-cavitation shedding, and subsequent collapse. With increasing injection pressure, cavitation intensity strengthens, the number of discrete bubbles rises markedly, and repeated collapses amplify mid-to-high-frequency pressure fluctuations, demonstrating the pivotal role of bubble dynamics in shaping the pressure spectrum. Relative to the standalone VOF model, the VOF–DBM framework improves volumetric-flow prediction, reducing errors by a factor of 2.3–3. Bubble statistics further show that the bubble number increases with increasing Pin and then approaches a constant level, while the Sauter mean diameter [SMD (D32)] remains nearly invariant at 19–23 μm, indicating weak sensitivity of bubble size to the operating condition. The present multi-scale methodology yields mechanistic insight into cavitation structure–bubble interactions and offers a robust, transferable numerical tool for optimizing nozzle design and methanol-based fuel-injection systems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
8秒前
开放亦竹完成签到,获得积分10
20秒前
个性鹭洋完成签到,获得积分10
22秒前
drhkc完成签到,获得积分10
40秒前
无花果的应助被flyingpig采纳,获得10
40秒前
碧蓝静白完成签到,获得积分10
41秒前
渡人舟的应助被科研通管家采纳,获得10
42秒前
小鱼女侠完成签到 ,获得积分10
47秒前
aspect完成签到 ,获得积分10
48秒前
我能私信骂你吗的应助被紫熊采纳,获得10
57秒前
标致的大船完成签到,获得积分10
1分钟前
成就云朵完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
flyingpig发布了新的文献求助10
1分钟前
v0id的应助被紫熊采纳,获得10
1分钟前
复杂的寒梅完成签到,获得积分10
1分钟前
feiyafei完成签到 ,获得积分10
1分钟前
HaoHao04完成签到 ,获得积分10
1分钟前
披着羊皮的狼完成签到 ,获得积分0
1分钟前
善良的觅荷完成签到,获得积分10
2分钟前
坚强冰枫完成签到,获得积分10
2分钟前
英俊的谷蓝完成签到,获得积分10
2分钟前
清爽笙完成签到,获得积分10
2分钟前
渡人舟的应助被科研通管家采纳,获得10
2分钟前
温柔的香岚完成签到,获得积分10
2分钟前
PORCO完成签到,获得积分10
3分钟前
安静白柏完成签到,获得积分10
3分钟前
陈坤完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
碧蓝砖家完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
紫熊完成签到,获得积分10
3分钟前
超帅的香露完成签到,获得积分10
3分钟前
Hello的应助被玩命的保温杯采纳,获得10
3分钟前
单纯寄云完成签到,获得积分10
3分钟前
科研通AI6.4的应助被乔雅采纳,获得10
4分钟前
刻苦绿蕊完成签到,获得积分10
4分钟前
悦耳的城完成签到,获得积分10
4分钟前
舒心的勒完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7879646
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9394071
关于积分的说明 20800780
捐赠科研通 7482022
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3354310
关于科研通互助平台的介绍 2494024
邀请新用户注册赠送积分活动 2381315