最终仿真的喷嘴内流场结果与真实实验结果吻合度很高，离心喷嘴的喷口处出空心锥的锥角为30度，该仿真结果与实验结果相符。

将内流场仿真的锥角、流速等相关参数通过后处理软件提取之后，输入到PDM仿真模块中，通过自研的工程雾化模型进行雾化仿真。其中一次雾化模型采用Rosin-Rammler模型，二次雾化模型采用KHRT模型。

颗粒分布云图

喷嘴下方50mm处的粒径分布统计

对比喷嘴下方50mm处仿真值与实验值的平均粒径。在喷嘴下方50mm处的平均粒径为56um，与实验值（58um）吻合的很好，相差10%以内，验证了模型的正确性。可见该仿真过程能指导客户对离心雾化喷嘴进行优化，以及为后续的尾气后处理箱的计算仿真提供输入条件。

方案优势

喷嘴内流场部分采用VirtualFlow特有的LevelSet模型进行流体界面的捕捉。传统的LS方法，在初始化过程中总伴随着界面位置的移动，从而造成质量的不守恒。但是VirtualFlow在LevelSet模型上进行了特殊处理，能保证计算过程中的质量守恒，使得计算结果保真性更强。同时，自研的工程雾化模型具有仿真精度高的特点，并得到了大量的工程实践验证。

VirtualFlow软件LevelSet质量守恒界面和仿真数据对比如下：

VirtualFlow质量守恒设置界面

（A）LS方法（VirtualFlow软件）模拟结果与实验数据对比    （B）VOF方法（OpenForm）模拟结果与实验数据对比

VirtualFlow和OpenForm仿真与实验对比

下图是自研的工程雾化模型实验与仿真对比。可以看到，通过对比仿真与实验的平均粒径值可见，自研的工程雾化模型的仿真结果具有相当高的精度。

用户评价

VirtualFlow软件的安装和配置过程非常简单，可在短时间内快速上手。软件的界面设计直观，功能模块划分清晰。其次，软件的仿真精度高，采用了先进的算法，替代计算繁杂的VOF-DPM模型，既能快速完成仿真计算，节省了大量的时间和资源，又能够保证非常精确的仿真结果。在优化尿素喷嘴雾化，改善柴油机排放方面具有显著意义，是优化尿素喷嘴喷射雾化的有效技术手段，能有效缩短产品开发设计周期，提高产品性能，降低开发风险。

应用延展

雾化喷嘴仿真技术在航空航天、工程机械、车辆工程方面的相关应用。

1. 航空航天领域

· 燃烧效率提升：雾化技术使燃料更充分燃烧，提高燃料燃烧均匀性，减少不完全燃烧，提高热效率，减少未燃烧的燃料残留，降低尾气排放，使发动机瞬态响应更快速；

· 吸雨吸雹：模拟发动机在恶劣天气下的工作情况，预测吸雨吸雹对发动机的影响，来辅助发动机设计；

· 防火系统：模拟飞机舱失火灭火，可以模拟细水雾灭火系统在飞机舱内的喷雾效果，分析其灭火效能对乘客的影响，从而优化系统设计，为制定合理的疏散方案提供支持；

2. 工程机械领域

· 喷雾降尘：在煤矿等环境中，雾化喷嘴用于喷雾降尘，减少粉尘污染，保护工人健康；

· 冷却系统：在工程机械的冷却系统中，雾化喷嘴用于提高冷却效率，防止因设备过热而造成的设备损伤或危险。

3. 车辆工程领域

· 涂装前处理：在汽车生产中，雾化喷嘴用于车体涂装前的洗净处理，提高涂装质量；

· 车辆喷雾系统：特殊结构的雾化喷头用于车辆喷雾系统，提高雾化效果和喷射距离；

· 内燃机喷油器：喷油器喷嘴的燃油雾化效果，直接制约着发动机的燃烧效率和污染物的排放浓度；

· 尾气后处理系统：后处理系统中尿素喷射需要雾化喷嘴实现，雾化效果直接影响尿素的结晶和氨气的分布，对后处理系统的寿命和污染物的排放有决定性影响。

通用计算流体力学软件VirtualFlow，具备行业领先的网格建模与求解技术，和丰富的多相流物理模型及先进的相变模型，可模拟单相和多相/多组分物质流动、传热、界面追踪、粒子追踪、相变、水合物反应等复杂问题，可为工业各行业用户提供专业级流体仿真解决方案。