JP4174814B2

JP4174814B2 - 燃料噴霧シミュレーション装置および燃料噴霧シミュレーション方法

Info

Publication number: JP4174814B2
Application number: JP2000368375A
Authority: JP
Inventors: 敦哉岡本; 孝明佐藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2020-12-04
Also published as: JP2002168163A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴霧シミュレーション装置、燃料噴霧シミュレーション方法および燃料噴霧シミュレーションプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内燃機関（以下、内燃機関を「エンジン」という。）から排出される二酸化炭素あるいは窒素酸化物などの有害物質を低減するため、エンジンのシリンダ内に燃料を直接噴射する直噴エンジンの採用が拡大している。直噴エンジンは、ディーゼルエンジンに限らずガソリンエンジンにも採用されている。
直噴エンジンの場合、シリンダ内へ燃料が直接噴射されるため、燃料噴射装置（以下、燃料噴射装置を「インジェクタ」という。）のノズル部に形成されている噴孔から噴射される燃料噴霧の噴霧特性がエンジンの性能に大きく影響する。そこで、燃料噴霧の噴霧特性をコンピュータを用いて解析する方法が提案されており、コンピュータシミュレーションを利用して噴霧特性の最適化を図る試みがなされている。
【０００３】
しかし、従来の燃料噴霧シミュレーションでは、シミュレーションを実施するためにノズル部の形状や燃料の流動状態の初期値が必要となる。これらの初期値としては実測値または経験値を使用しなければならない。そのため、実際にインジェクタを用いた燃料の噴射実験が必要となり、噴射実験を実施することなしに燃料噴霧の噴霧特性をシミュレーションすることができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、例えばＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）９８２６１０に開示されている「Computations of Hollow-Cone Sprays from a Pressure-Swirl Injector」のように、噴射実験の一部を実施することなしに燃料噴霧のシミュレーションを実施する方法が提案されている。上記のＳＡＥ９８２６１０によると、ノズル部の内部における燃料の流動に対しＣＦＤ（Computational Flow Dynamics）を実施することにより、噴孔の出口近傍における燃料の流量、流速および液膜厚さを推算している。そして、推算された燃料の流量、流速および液膜厚さから液膜分裂理論による燃料の初期平均粒径を推算し、燃料の流量、流速および液膜厚さならびに初期平均粒径を初期値として燃料噴霧シミュレーションを実施している。
【０００５】
しかしながら、上述のＳＡＥ９８２６１０に開示される方法であっても、噴孔から噴射された燃料の初期粒度分布については実測値が用いられている。そのため、完全に実験することなしに燃料噴霧シミュレーションを実施することはできない。
また、ＳＡＥ９８２６１０に開示される方法では、ＣＦＤとして単層流解析が用いられており、その解析により推算された流速から液膜厚さが推定されている。しかし、単層流解析による液膜厚さの推定は、表面張力あるいは噴孔内に存在する空気などの気体の影響が考慮されておらず、シミュレーションの精度が低いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、噴孔の出口近傍における燃料の液膜厚さが高精度に算出され、実験値および経験値を用いる必要のない燃料噴霧シミュレーション装置、燃料噴霧シミュレーション方法および燃料噴霧シミュレーションプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１もしくは２記載の燃料噴霧シミュレーション装置、請求項６記載の燃料噴射シミュレーション方法、または請求項１０記載の燃料噴霧シミュレーションプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体によると、噴孔から液膜状に噴射される燃料の噴霧特性を算出することができる。噴孔から噴射される燃料の液膜厚さおよび流速は、気液２相流３次元ＣＦＤにより推算される。噴孔から液膜状に噴射される燃料は、噴孔内では燃料と空気との気液２相状態となっている。そのため、気液２相流３次元ＣＦＤを用いて燃料の液膜厚さおよび流速を推算することにより、単層流解析では考慮することができない燃料の表面張力および気体の物性の影響を燃料噴霧シミュレーションに含めることができる。
【０００８】
また、気液２相流３次元ＣＦＤを用いて推算された燃料の液膜厚さおよび流速から、噴孔から噴射される燃料の初期平均粒径を推算する。初期平均粒径の推算には、例えば液膜分裂理論などを適用することができる。推算された初期平均粒径から粒度分布関数を作成し、作成された粒度分布関数から燃料噴霧の噴霧特性についてシミュレーションを実施する。
【０００９】
したがって、液膜厚さおよび流速の推算に気液２相流３次元ＣＦＤ用いることにより、噴孔の出口近傍における燃料の液膜厚さおよび流速を高精度に推算することができる。また、気液２相流３次元ＣＦＤおよび粒度分布関数を用いることにより、実験値および経験値を用いる必要がなく、容易かつ高精度な燃料噴霧シミュレーションを実施することができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の燃料噴霧シミュレーション装置、請求項６記載の燃料噴霧シミュレーション方法または請求項１１記載の燃料噴射シミュレーションプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体によると、設計データにはノズル部の３次元座標データが含まれている。そのため、例えばＣＡＤ（Computer Aided Design）に用いる座標データを入力することにより、ノズル部の微細な形状の変化についても容易に燃料噴霧シミュレーションを実行することができる。
【００１１】
本発明の請求項４記載の燃料噴射シミュレーション装置または請求項８記載の燃料噴霧シミュレーション方法によると、シミュレーションの対象となるインジェクタの噴孔はスリット状に形成されている。そのため、噴孔からは燃料が液膜状に噴射される。また、噴孔の内部では燃料が一方の壁面に沿って流動し、他方の壁面側には空気が存在する。その結果、噴孔の内部では気液２相流となり、気液２相流３次元ＣＦＤを適用することができる。
【００１２】
本発明の請求項５記載の燃料噴霧シミュレーション装置または請求項９記載の燃料噴霧シミュレーション方法によると、シミュレーションの対象となるインジェクタの噴孔はテーパ形状に形成され、ノズル部には旋回流形成手段が配設されている。そのため、噴孔からは燃料が螺旋の液膜状に噴射される。また、噴孔の内部では燃料が噴孔の壁面に沿って旋回しながら流動し、噴孔の軸近傍には空気が存在する。その結果、噴孔の内部では気液２相流となり、気液２相流３次元ＣＦＤを適用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように本実施例による燃料噴射シミュレーション装置１はコンピュータであり、キーボードなどの入力部２、演算部３および出力手段としてのディスプレイ４から構成されている。
本実施例による燃料噴射シミュレーション装置１は、図２に示すようなインジェクタ７の噴孔７１から噴射される燃料の噴霧特性をシミュレーションする。噴孔７１は、インジェクタ７のシリンダ側の端部に配設されているノズル部７０に形成されている。
【００１４】
演算部３は、記憶部１０および処理部２０から構成されている。記憶部１０は、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤ）１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２およびＲＯＭ（Read Only Memory）１３を有している。ＨＤＤ１１には、入力されたノズル部７０の設計データ、ならびに燃料噴射シミュレーションを処理部２０に実行させるためのソフトウェアである燃料噴射シミュレーションプログラムが記録されている。ＲＡＭ１２には、処理部２０で演算される各種データならびに演算の終了したデータが一時的に保管される。ＲＯＭ１３には、処理部２０および燃料噴射シミュレーション装置１の各部を制御するためのコンピュータプログラムが記録されている。
【００１５】
処理部２０は、燃料流通特性算出部２１、初期平均粒径算出部２２、粒度分布作成部２３および噴霧特性シミュレーション部２４から構成されている。燃料流通特性算出部２１は、入力されたノズル部７０の設計データに基づいて、噴孔７１の出口における燃料の流量、噴孔７１から噴射される燃料の液膜の厚さ、ならびに燃料の流速を推算する。初期平均粒径算出部２２では、燃料流通特性算出部２１で算出された液膜の厚さおよび燃料の流速を用いて、噴孔７１から噴射される燃料の初期平均粒径を推算する。粒度分布作成部２３では、燃料流通特性算出部２１で算出された燃料の流量、ならびに初期平均粒径算出部２２で算出された初期平均粒径を用いて、噴孔７１から噴射される燃料の粒度分布関数を作成する。処理部２０は、ＣＰＵ２５を有しており、上記の処理はＨＤＤ１１に記録されている燃料噴射シミュレーションプログラムに基づいてＣＰＵ２５により処理が実行される。
ディスプレイ４は、例えばＣＲＴなどであり、処理部２０で処理された燃料噴射シミュレーションの結果である噴霧特性データにから作成される画像を表示する。
【００１６】
次に、燃料噴射シミュレーションの対象であるインジェクタ７について説明する。
インジェクタ７は、エンジンのシリンダ内へ直接燃料を噴射する。インジェクタ７のシリンダ側の端部はノズル部７０であり、ノズル部７０には燃料を噴射する噴孔７１が形成されている。噴孔７１は、図２に示すようスリット状に形成されている。すなわち、ファンタイプといわれる噴孔７１の形状である。この噴孔７１は、図３に示すようにインジェクタ７の軸に対して一定角度傾斜して形成されている。なお、本実施例は噴孔７１がインジェクタ７の軸線上に形成されている場合にも適用可能である。噴孔７１を図２および図３に示すようスリット状に形成することにより、ノズル部７０に形成されている噴孔７１から燃料がシリンダ内へ液膜状に噴射される。
【００１７】
ノズル部７０はノズルボディ７２とノズルニードル７３とから構成されている。ノズルボディ７２の内周部には弁座部７２１が配設され、この弁座部７２１にノズルニードル７３の当接部７３１が着座可能である。ノズルボディ７２の弁座部７２１と噴孔７１との間には袋状の燃料噴射室７４が形成されている。燃料は、燃料噴射室７４を経由して噴孔７１へ供給される。
【００１８】
当接部７３１が弁座部７２１に着座すると、噴孔７１の入口側が閉塞され、噴孔７１から燃料は噴射されない。当接部７３１が弁座部７２１から離座すると、ノズルボディ７２の内周部とノズルニードル７３の外周部との間、ならびに燃料噴射室７４を経由して噴孔７１から燃料が噴射される。
【００１９】
図２に示すようなインジェクタ７の場合、ノズル部７０の設計データとして図４に示すように噴孔７１に接続される燃料噴射室７４の幅Ｗ、噴孔７１の加工角α、および噴孔７１の軸とインジェクタ７の軸との偏心量Ｍ、ならびに図５に示すように噴孔７１の傾斜角β、噴孔７１の厚さｔ、ならびに噴孔７１の位置すなわちオフセット距離Ｓなどである。設計データは、上記のノズル部７０および噴孔７１の形状、ならびにノズルニードル７３の外周部の形状などから、燃料が流通する部分の形状を３次元の座標データとして作成する。作成された設計データは、ＨＤＤ１１に記録される。処理部２０は、ＨＤＤ１１に記録されているノズル部７０の形状を座標化した３次元座標データを随時読み出し、シミュレーションを実施する。
【００２０】
次に、燃料噴射シミュレーションの手順を図６に基づいて説明する。
（データの準備）
燃料噴射シミュレーションを実施する場合、シミュレーションの基礎となる各種データが入力される（Ｓ１００）。入力されるデータは、上述のようなノズル部７０の設計データならびに噴孔７１に供給される燃料の圧力などのデータである。設計データは、上述のように３次元の座標データとしてＨＤＤ１１に保管されている。
【００２１】
（燃料流通特性の算出）
処理部２０のＣＰＵ２５は、ＨＤＤ１１に記録されている設計データの読み出しを命令し、読み出された設計データは燃料流通特性算出部２１に送られる。燃料流通特性算出部２１では、ノズル部７０の設計データに基づいて噴孔７１の出口における燃料の流量、ならびに噴孔７１から噴射される燃料噴霧の液膜の厚さおよび流速を推算する（Ｓ２００）。
【００２２】
燃料噴霧の液膜の厚さおよび流速は、ＶＯＦ（Volume Of Fluid）法による気液２相流ＣＦＤにより推算される。噴孔７１はインジェクタ７の軸に対し傾斜して形成されているため、慣性の法則により燃料は一方の壁面に沿って噴孔７１の内部を流動する。したがって、噴孔７１の内部では気液２相流を形成しており、気液２相流３次元ＣＦＤを利用することにより燃料噴霧の液膜の厚さおよび流速が高精度に推算される。液膜の厚さおよび流速は以下の手順で推算される。
【００２３】
図７に示すように、燃料はノズル部７０に形成されているスリット状の噴孔７１から概略扇形柱形状の液膜８０として噴射される。このとき、図７に示すように燃料噴霧の液膜８０を周方向へ複数の区間へ分割し、このある一つの区間の噴射角をθ［ｄｅｇ］とする。この噴射角θは、次の式（Ａ）のように示すことができる。なお、この噴射角θはインジェクタ７の軸の延長線方向すなわち鉛直方向を０としている。
θ＝θ’＋Δθ （Ａ）
このとき、ある一つの区間内に設定したセルについて円筒座標系での噴射角をθ_i［ｄｅｇ］、当該セルにおいて液体が占める割合をＦ_i［−］、当該セルの検査面での断面積をＳ_i［ｍ²］とすると、θ’およびΔθはそれぞれ次の式（Ｂ）および（Ｃ）により算出される。
【００２４】
【数１】

【００２５】
【数２】

【００２６】
ここで、Δθ_iは次の式（Ｄ）により算出される。なお、式（Ｄ）においてｓｕ_i［ｍ／ｓ］は上述したセルにおいて円筒座標系でのＲ方向の流速であり、ｓｖ_i［ｍ／ｓ］は上述したセルにおいて円筒座標系でのθ方向の流速である。
【００２７】
【数３】

【００２８】
このとき、燃料の流量Ｑは次の式（Ｅ）により算出される。
【００２９】
【数４】

【００３０】
また、燃料の流速ｕ_θは次の式（Ｆ）、ならびに液膜の厚さｈは式（Ｇ）により算出される。なお、式（Ｇ）におけるｔ［ｍ］は図５に示すように噴孔７１のスリットの厚さである。
【００３１】
【数５】

【００３２】
【数６】

【００３３】
上記の式（Ｆ）および（Ｇ）を用いて、噴孔７１から噴射される燃料噴霧の流速ｕ_θおよび液膜の厚さｈが算出される。上記の演算を噴射角度θのすべての領域について実施する。
【００３４】
（初期平均粒径の算出）
燃料流通特性算出部２１で燃料噴霧の流速ｕ_θおよび液膜の厚さｈが算出されると、算出された流速ｕ_θおよび液膜の厚さｈのデータは初期平均粒径算出部２２へ送られる。初期平均粒径算出部２２では、算出された流速ｕ_θおよび液膜の厚さｈを用いて噴孔７１から噴射される燃料噴霧の第１次分裂による初期平均粒径が推算される（Ｓ３００）。
【００３５】
初期平均粒径の推算は、Fraserの液膜分裂理論を用いて燃料噴霧の体積平均粒径Ｄ₃₀を算出することにより実施する。体積平均粒径Ｄ₃₀は、次の式（Ｈ）の関係を有している。
【００３６】
【数７】

【００３７】
Fraserの液膜分裂理論の式を用いると、体積平均粒径Ｄ₃₀は次の式（Ｉ）により算出することができる。ここで、Ｅ［−］は定数、ｒ［ｍ］は検査面の位置すなわち円筒座標系のＲ、σ［Ｎ／ｍ］は表面張力、ρ_L［ｋｇ／ｍ³］は液体すなわち燃料の密度、ならびにρ_a［ｋｇ／ｍ³］は気体すなわち空気の密度である。
【００３８】
【数８】

【００３９】
すなわち、体積平均粒径Ｄ₃₀は、流速ｕ_θおよび液膜の厚さｈの関数である。
【００４０】
（粒度分布関数の作成）
体積平均粒径Ｄ₃₀が算出されると、算出された体積平均粒径Ｄ₃₀は粒度分布作成部２３へ送られる。粒度分布作成部２３では、初期平均粒径算出部２２で算出された体積平均粒径Ｄ₃₀を用いて粒度分布関数が作成される（Ｓ４００）。
粒度分布関数としては、例えば次の式（Ｊ）に示すような抜山・棚沢の粒度分布関数φが用いられる。
【００４１】
【数９】

【００４２】
この式において、ａ、ｂ、ｐおよびｑは定数である。これらの定数ａ、ｂ、ｐおよびｑは、上述の燃料流通特性算出部２１で算出された燃料の流量Ｑ、ならびに初期平均粒径算出部２２で算出された体積平均粒径Ｄ₃₀を用いて決定される。
【００４３】
（噴霧特性シミュレーション）
粒度分布作成部２３により粒度分布関数φが作成されると、作成された粒度分布関数φ、燃料噴霧特性算出部２１で推算された燃料の流速ｕ_θ液膜の厚さｈおよび燃料の流量Ｑ、ならびに粒度分布作成部２３で作成された粒度分布関数φは噴霧特性シミュレーション部２４へ送られる。噴霧特性シミュレーション部２４では、既存の噴霧特性シミュレーションモデルを用いて燃料噴霧の噴霧特性シミュレーションを実行する（Ｓ５００）。噴霧特性シミュレーションの結果は、シミュレーションデータとしてＲＡＭ１２に一時的に保管、またはＨＤＤ１１に記録される。
【００４４】
（シミュレーション結果の表示）
噴霧特性シミュレーション部２４により作成され、ＲＡＭ１２またはＨＤＤ１１に保管されたシミュレーションデータは、例えば画像信号に変換されディスプレイ４に出力される。ディスプレイ４では、シミュレーションデータが視覚的に認識可能な画像として表示される（Ｓ６００）。
【００４５】
以上説明したように、本発明の一実施例による燃料噴射シミュレーション装置１によると、噴孔７１の出口近傍における燃料噴霧の噴霧特性を高精度に算出することができる。また、燃料噴霧の液膜の厚さおよび流速を気液２相流３次元ＣＦＤを用いて推算することにより、実測値ならびに経験値を用いることなく噴霧特性のシミュレーションを実施することができる。
【００４６】
また、ノズル部７０の形状を３次元座標データとして入力することにより、ノズル部７０の形状を微細に変化させた形状の異なるノズル部の場合でも、実測値ならびに経験値を用いることなく容易かつ高精度に噴霧特性のシミュレーションを実施することができる。
【００４７】
なお、上述のようにスリット状の噴孔が形成されているインジェクタに限らず、図８に示すように燃料噴霧が旋回流となるインジェクタ９０も本実施例による燃料噴射シミュレーションの対象として適用可能である。図８に示すようなインジェクタ９０の場合、ノズルボディ９１の内部に旋回流を形成するための図示しないスワーラを備えている。スワーラを備えることにより、図８に示すように噴孔９２からは燃料噴霧が旋回しながら螺旋状の液膜として噴射される。そのため、気液２相流３次元ＣＦＤを適用でき、噴孔９２から噴射された燃料の液膜厚さおよび流速を求めることができる。
また、燃料は旋回しながら噴孔９２を流動するため、噴孔９２の内部では気液２相状態となっている。そのため、気液２相流モデルを適用することにより、高精度な噴霧特性シミュレーションを実施することができる。
【００４８】
以上説明した本発明の一実施例では、燃料流通特性の算出にＶＯＦ法を用いた。しかし、ＶＯＦ法に限らず燃料の表面張力、ならびに気体である空気の物性を考慮可能な算出方法であればＶＯＦ法に限るものではない。また、初期平均粒径の算出にはFraserの液膜分裂理論を用い、粒度分布関数には抜山・棚沢の式を用いた。しかし、液膜が分裂した後の平均粒径を算出可能な式であればFraserの式に限るものではなく、粒度分布関数も抜山・棚沢の式に限らずRosin-Rammlersの式などを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による燃料噴霧シミュレーション装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例による燃料噴射シミュレーション装置に適用されるインジェクタを示す断面図であって、ノズル部を拡大した図である。
【図３】図２のIII−III線で切断した断面図である。
【図４】図２に示すインジェクタの形状を説明するための断面図である。
【図５】図３に示すインジェクタの形状を説明するための断面図である。
【図６】本発明の一実施例による燃料噴射シミュレーション装置による燃料噴射シミュレーションの手順を示すフロー図である。
【図７】本発明の一実施例による燃料噴射シミュレーション装置に適用されるインジェクタから噴射される燃料噴霧を示す模式図であって、スリット形状の噴孔から噴射される燃料噴霧を示す図である。
【図８】本発明の一実施例による燃料噴射シミュレーション装置に適用されるインジェクタから噴射される燃料噴霧を示す模式図であって、スワーラを備えるインジェクタから噴射される燃料噴霧を示す図である。
【符号の説明】
１燃料噴射シミュレーション装置
４ディスプレイ（出力手段）
２１燃料流通特性算出部
２２初期平均粒径算出部
２３粒度分布作成部
２４噴霧特性シミュレーション部

Claims

燃料噴射装置のノズル部に形成されている噴孔から液膜状に噴射される燃料の噴霧特性を算出するシミュレーション装置であって、
前記ノズル部の形状を数値化した設計データに基づいて、前記噴孔の出口における燃料の流量、ならびに気液２相流ＣＦＤによる液膜の厚さおよび流速を推算する燃料流通特性算出手段と、
前記燃料流通特性算出手段で算出された前記液膜の厚さおよび前記流速を用いて、前記噴孔から噴射される燃料の初期平均粒径を推算する初期平均粒径算出手段と、
前記燃料流通特性算出手段で算出された前記燃料の流量、ならびに前記初期平均粒径算出手段で算出された前記初期平均粒径を用いて、前記噴孔から噴射される燃料の粒度分布関数を作成する粒度分布作成手段と、
前記粒度分布作成手段で作成された前記粒度分布関数を用いて、前記噴孔から噴射される燃料の噴霧特性データを算出する噴霧特性シミュレーション手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴霧シミュレーション装置。
前記噴霧特性データから作成された画像を表示可能な出力手段を備えることを特徴とする請求項１記載の燃料噴霧シミュレーション装置。
前記設計データは、前記ノズル部の３次元座標データを有していることを特徴とする請求項１または２記載の燃料噴霧シミュレーション装置。
前記ノズル部には、スリット状の噴孔が形成されていることを特徴とする請求項１、２または３記載の燃料噴霧シミュレーション装置。
前記ノズル部には、旋回流形成手段が配設されていることを特徴とする請求項１、２または３記載の燃料噴霧シミュレーション装置。
燃料噴射装置のノズル部に形成されている噴孔から液膜状に噴射される燃料の噴霧特性を算出するシミュレーション方法であって、
前記ノズル部の形状を数値化した設計データの入力を受け付ける入力段階と、前記入力段階で入力された前記設計データに基づいて、前記噴孔の出口における燃料の流量、ならびに気液２相流ＣＦＤにより液膜の厚さおよび流速を推算する燃料流通特性算出段階と、
前記燃料流通特性算出段階で算出された前記流量、前記液膜の厚さおよび前記流速を用いて、前記噴孔から噴射される燃料の初期平均粒径を推算する初期平均粒径算出段階と、
前記燃料流通特性算出手段で算出された前記流量および前記流速、ならびに前記初期平均粒径算出段階で算出された前記初期平均粒径を用いて、前記噴孔から噴射される燃料の粒度分布関数を作成する粒度分布作成段階と、
前記粒度分布作成段階で作成された前記粒度分布関数を用いて、前記噴孔から噴射される燃料の噴霧特性データを算出する噴霧特性シミュレーション段階と、
を含むことを特徴とする燃料噴霧シミュレーション方法。
前記設計データは、前記ノズル部の３次元座標データを有していることを特徴とする請求項６記載の燃料噴霧シミュレーション方法。
前記ノズル部には、スリット状の噴孔が形成されていることを特徴とする請求項６または７記載の燃料噴霧シミュレーション方法。
前記ノズル部には、旋回流形成手段が配設されていることを特徴とする請求項６または７記載の燃料噴霧シミュレーション方法。
燃料噴射装置のノズル部に形成されている噴孔から液膜状に噴射される燃料の噴霧特性の算出を、コンピュータに実行させる燃料噴霧シミュレーションプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記ノズル部の形状を数値化した３次元座標データの入力を受け付ける入力手順と、
前記入力手順で入力された前記３次元座標データに基づいて、前記噴孔の出口における燃料の流量、ならびに気液２相流ＣＦＤにより液膜の厚さおよび流速を推算する燃料流通特性算出手順と、
前記燃料流通特性算出手順で算出された前記流量、前記液膜の厚さおよび前記流速を用いて、前記噴孔から噴射される燃料の初期平均粒径を推算する初期平均粒径算出手順と、
前記燃料流通特性算出手順で算出された前記流量および前記流速、ならびに前記初期平均粒径算出段階で算出された前記初期平均粒径を用いて、前記噴孔から噴射される燃料の粒度分布関数を作成する粒度分布作成手順と、
前記粒度分布作成手順で作成された前記粒度分布関数を用いて、前記噴孔から噴射される燃料の噴霧特性データを算出する噴霧特性シミュレーション手順と、前記噴霧特性シミュレーション手順で算出された前記噴霧特性データを画像として出力する出力手順と、
をコンピュータに実行させる燃料噴霧シミュレーションプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
前記設計データは、前記ノズル部の３次元座標データを有していることを特徴とする請求項１０記載の燃料噴霧シミュレーションプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。