Riassunto analitico
Nel corso degli ultimi anni, le normative relative all’omologazione dei motori a Diesel sono diventate sempre più stringenti, imponendo forti limiti sui consumi e sulle emissioni prodotte da questi motori. In un motore a Diesel, le emissioni sono influenzate dalle fasi di formazione della carica e combustione, le quali a loro volta dipendono da diversi fattori tra cui: l’atomizzazione del combustibile, la geometria dell’iniettore e la pressione di iniezione. Al fine di migliorare le prestazioni di questi motori rientrando nei limiti descritti dalle normative, è necessario avere una completa conoscenza dell’evoluzione dello spray all’interno del cilindro. Per questa tipologia di analisi, la CFD (Computational Fluid Dynamics) fornisce un grosso supporto, consentendo l’ottenimento di numerose informazioni relative ai fenomeni di interesse in tempi nettamente inferiori rispetto a quelli che si avrebbero realizzando delle prove sperimentali. Inoltre, la fluidodinamica computazionale ha anche il grosso vantaggio di consentire l’investigazione dei fenomeni oggetti di studio in punti non raggiungibili dagli strumenti di misura e di permettere l’analisi di diverse configurazioni variando un solo parametro alla volta. La rappresentazione numerica degli spray è molto complessa, poiché vede la presenza di due distinte fasi. In queste simulazioni è possibile applicare un approccio Euleriano, tuttavia questo approccio viene spesso scartato in favore dell’approccio Lagrangiano, il quale è computazionalmente meno costoso. I risultati prodotti dalle simulazioni realizzate con quest’ultimo approccio, sono però fortemente influenzati da diversi fattori tra cui l’accuratezza del modello di break-up nella descrizione del fenomeno e le condizioni al contorno. L’obiettivo di questa tesi è quello di riprodurre numericamente, con approccio Euleriano-Lagrangiano, delle prove sperimentali svolte su diversi spray Diesel per impieghi light ed heavy duty in ambiente evaporativo non reattivo effettuate dal progetto internazionale portato avanti dalla comunità ECN, al fine di valutare la robustezza del modello di Reitz-Diwakar disponibile su STARCCM+. Inoltre, in questo elaborato vengono confrontati alcuni risultati numerici prodotti nelle simulazioni effettuate con il modello di Reitz-Diwakar con quelle in cui è stato applicato il modello KH-RT.
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