Even though a relatively complete knowledge base has been established for diesel sprays, much of the knowledge cannot be directly translated to correlate the characteristics of gasoline spray. The macroscopic characteristics of gasoline impingement spray was investigated with photographic and image processing technique by Particle Motion Analysis System. The injector with single hole nozzle diameter of 0.28 mm was used in this experiment and the injection duration was selected as 10 msec. The injection pressure with 0.3, 0.35, and 0.4 MPa, impingement distance or 70, 100 and 130m, impingement angle or 0.15, 30 and $45^{\circ}$ were employed for the variables to affect the spray characteristics of impinging spray. It is clear that there is the analogy on the spray tip penetration between the gasoline impinging jet and diesel free jet. The spray tip penetration of impinging gasoline spray is proportional to the quarter power of the time after start of injection. The maximum height of impinging gasoline spray is also proportional to the quarter power of the time regardless of impingement distance, impingement angle and injection pressure. In addition, the effect of impingement angle on the spray tip penetration is significant according to the time after start of injection, even though there is minor effect in the initial stage of time after start of injection. Moreover, there is no remarkable effect of injection pressure on the spray tip Penetration under the experimental condition used in this study.
The effects of the wall geometry on the spray-wall impingement process of a hollow-cone fuel spray emerging from a high-pressure swirl injector of the Gasoline Direct Injection (GDI) engine were investigated by means of a numerical method. The ized Instability Sheet Atomization (LISA) & Aerodynamically Progressed Taylor Analogy Breakup (APTAB) model for spray atomization process and the Gosman model were applied to model the atomization and wall impingement process of the spray. The calculation results of spray characteristics, such as a spray development process and a radial distance after wall impingement, compared with the experimental ones by the Laser Induced Exciplex Fluorescence (LIEF) technique. It was found that the radial distance of the cavity angle of 90$^{circ]$ after wall impingement was the shortest and the ring shaped vortex was generated near the wall after spray-wall impingement process.
The effect of the shape of the side wall on vaporization and fuel mixture were investigated for the impinging spray of a direct injection(DI) gasoline engine under a variety of conditions using the LIEF technique. The characteristics of the impinging spray were investigated under various configurations of piston cavities. To simulate the effect of piston cavity configurations and injection timing in an actual DI gasoline engine, the parameters were horizontal distance from the spray axis to side wall and vertical distance from nozzle tip to impingement plate. Prior to investigating the side wall effect, experiments on free and impinging sprays for flat plates were conducted and these results were compared with those of the side wall impinging spray. For each condition, the impingement plate was located at three different vertical distances(Z=46.7, 58.4, and 70 mm) below the injector tip and the rectangular side wall was installed at three different radial distances(R=15, 20, and 25 mm) from the spray axis. Radial propagation velocity from spray axis along impinging plate became higher with increasing ambient temperature. When the ambient pressure was increased, propagation speed reduced. High ambient pressures tended to prevent the impinging spray from the propagating radially and kept the fuel concentration higher near the spray axis. Regardless of ambient pressure and temperature fully developed vortices were generated near the side wall with nearly identical distributions, however there were discrepancies in the early development process. A relationship between the impingement distance(Z) and the distance from the side wall to the spray axis(R) was demonstrated in this study when R=20 and 25 mm and Z=46.7 and 58.4 mm. Fuel recirculation was achieved by adequate side wall distance. Fuel mixture stratification, an adequate piston cavity with a shorter impingement distance from the injector tip to the piston head should be required in the central direct injection system.
The water-jet technique started by Bridgman can cut metal and alloys without harmful gas and fume. However, while this technique is convenient to cut metals and alloys, in the case of coated pipe, water jet induces the degradation of coatings on the pipes, and may facilitate structural failure, leakage, and loss of products. While there are many reports on the effect of water jet on cut metals and the damage of metallic materials, research on the effect of water impingement on the epoxy coatings has been little studied. In this work, we therefore control the velocity of water jet, distance between nozzle and specimen, and water temperature, and discuss the effect of water impingement on the epoxy coatings. Increasing water velocity and water temperature and reducing nozzle distance increased the degradation rates of three epoxy coatings were increased. Among three test parameters - water velocity, nozzle distance and water temperature, water temperature was relatively effective to increase the degradation rate of epoxy coatings.
A spray-wall impingement process of a hollow-cone fuel spray from the high-pressure swirl injector in the Gasoline Direct Injection (GDI) engine were experimented and calculated at various wall geometries. The Linearized Instability Sheet Atomization (LISA) & the Aerodynamically Progressed Taylor Analogy Breakup (APTAB) model and the Gosman model were applied to model the breakup and the wall impingement process of the hollow-cone fuel spray. The numerical modelings were implemented in the modified KIVA code. The calculation results of spray characteristics, such as a spray development process and a radial distance after wall impingement, compared with the experimental results by the Laser Induced Exciplex Fluorescence (LIEF) technique. The droplet size distribution and the ambient gas velocity field, which are generally difficult to obtain by the experimental methods, were also calculated and discussed. It was found that the radial distance after wall impingement and Sauter Mean Diameter (SMD) decreased with increasing a cavity angle.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제3권2호
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pp.67-75
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2002
In the course of missile system design, jet plume impingement is encountered in designing airframe as well as launchers, requiring careful investigation of its effect on the system. In the present paper, recent works on such topic are presented to demonstrate usefulness of CFD results in helping design the hardware. The jet impinging flow structure exhibits such complex nature as shock shell, plate shock and Mach disk depending on the flow parameters. The main parameters are the ratio of the jet pressure to the ambient pressure and the distance between the nozzle and the wall. In the current application, the nozzle contour and the pressure ratio are held fixed, but the jet impinging distance is varied to illuminate the characteristics of the jet plume with the distance. The same methodology is then applied to a complex vertical launcher system (VLS), capturing its flow structure and major design parameter. These applications involving jets are thus hoped to demonstrate the usefulness and value of CFD in designing a complex structure in the real engineering environment.
목적: 오구돌기하 충돌증후군은 전방 견관절 통증의 원인 중 하나로 알려져 있지만, 현재까지 표준이 되는 영상학적 진단 기준이 없다. 본 연구는 오구돌기하 충돌증후군이 있는 환자군에서 상완-오구돌기간의 거리(CHD)가 좁을 것이라는 가정하에, 오구돌기하 충돌증후군 유무에 따른 상완-오구돌기간 거리를 분석하였다. 대상 및 방법: 견봉하 충돌증후군 환자 124명을 분석하였다. 이학적 검사 및 초음파를 이용한 오구돌기하 주사 검사를 통하여 확진 된 오구돌기하 충돌증후군의 환자군(n=28)을 견봉하 충돌증후군만 있는 군(n=96)과 비교하였다. 견관절의 강직이나, 회전근개 파열이 있는 환자는 대상에서 제외되었다. 상완-오구돌기간의 절대적 거리는 초음파의 내회전과 중립위 자세 및 자기공명 횡단면 영상에서 측정하였다. 또한 내회전과 중립위의 상완-오구돌기간 거리의 차이와, 중립위의 상완-오구돌기간 절대적 거리와의 비율로 정의된 거리 차이의 상대적 비율(relative ratio of distance difference;RRDD)도 함께 측정하였다. 결과: 중립위의 거리는 초음파 영상과 자기공명영상에서 비슷한 값을 보였고(p>0.05), 두 측정값의 두 군간에 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 초음파영상을 통해 측정한 두 군간의 중립위 거리 차이는 유의수준에 가까웠다(p=0.07). 상완의 위치에 따른 상완-오구돌기간 거리의 차이는 두 군간에 통계학적 유의성이 없었다. 하지만, RRDD 값은 오구돌기하 충돌증후군 환자군에서 유의하게 더 컸다(p<0.05). 결론: 오구돌기하 충돌 증후군 환자군과 대조군 사이의 상완-오구돌기간 거리 차이의 유의한 차이가 없었다. RRDD값은 오구돌기하 충돌 증후군 환자군에서 더 높았으며, 따라서 오구돌기하 충돌증후군이 있는 환자를 평가할 때 개인의 내회 전시 상완-오구돌기간 상대적 거리도 함께 고려해야 한다.
In this paper, experimental study on the wan impingement spray of the common-rail diesel injector is performed. To examine the effect of various factors on the development of spray impinging on the wall, experiments were conducted at the various injection pressures. ambient pressures, wan distances from the injector tip, wall temperatures, and angles of wall inclination. The behaviors of the impingement spray ate visualized by using laser sheet methods and a ICCD camera. It is shown that the spray path penetration of the wall impingement spray increases with the increase of injection pressure, wall distance. wall temperature, wall angle. On the other hand the spray path penetration of the wan impingement spray decreases with the increase of ambient pressure.
The purpose of this experimental research is to investigate the local heat transfer characteristics in the upward free water jet impinged on a downward flat plate of uniform heat flux. The inner shape of rectangular nozzle used was sine curve type and its contraction ratio of inlet to outlet area was five. Experimental parameters considered were Reynolds number, nozzle exit-flat plate distance, and level of supplementary water. Local Nusselt number was influenced by Reynolds number, Prandtl number, supplementary water level, and distance between the nozzle exit and flat plate. Within the impingement region, the Nusselt number has a maximum value on the nozzle center axis and decreases monotonically outward from center. Outside of the impingement region, on the other hand, the Nusselt number has a secondary peak near the position where the distance from nozzle center reaches four times the nozzle width. However if nozzle exit velocity exceeds 6.2 m/s, the secondary peak appears also in the impingement region. The empirical equation for the stagnation heat transfer is a function of Prandtl, Reynolds, and axial distance from the nozzle exit. The optimum level of supplementary water to augment the heat transfer rate at stagnation point was found to be twice the nozzle width.
The flow and heat transfer characteristics on the impingement surface can be controlled by the change of vortex with the acoustic excitation, because the flow characteristics of an impinging jet are affected strongly by the vortices formed at the jet exit. To investigate the effects of acoustic excitation, we measured the velocity, turbulent intensity distributions for the free jet and local heat transfer coefficients on a impingement surface. As the acoustic excitation, subharmonic frequency of excited frequency plays an important role to the control of the jet flow. If the vortex pairings are promoted by the acoustic excitation, turbulence intensity of the jet flow is increased quickly. On the other hand if the vortex pairings are suppressed, the jet flow has low turbulence intensity at the center of the jet. Therefore, the low heat transfer rates are obtained on the impingement plate for a small nozzle-to-plate distance. However, it has high heat transfer rates at a large distance between the nozzle and plate due to the increasing of potential-core length.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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