A computational investigation of spray impingement and surface film formation in OpenFOAM

A computational investigation of spray impingement on a flat surface, including the surface film formation, is presented. Following the work of Trujillo et al., different angles of incidence of the spray measured from the normal to the surface, namely 30°, 45° and 60°, are studied. In order to capture the physics of the experiments, algorithms for spray injection have been implemented in the open-source CFD code OpenFOAM, together with a stochastic model based on the sampling of velocity and size distributions of secondary droplets to simulate the creation of incident droplet fragments created by the numerous splashing events occurring during the impingement period. Size characteristics of the secondary droplet cloud are computed at various points in the impingement region and these are compared against experiments available from the literature, yielding reasonable agreement.

In questa tesi viene presentato uno studio computazionale dell'impatto di uno spray su una superficie piana. Seguendo il lavoro di Trujillo diversi angoli di incidenza sono studiati, ossia 30, 45 e 60°. Al fine di riprodurre la fisica dell'esperimento, algoritmi per l'iniezione dello spray sono stati implementati all'interno del codice CFD open-source OpenFOAM, insieme ad un modello stocastico per modellare velocità e dimensione delle particelle secondarie che si creano in seguito all'impatto dello spray sulla superficie. Le dimensioni delle particelle secondarie sono confrontate con risultati sperimentali disponibili in letteratura, mostrando una buona concordanza.