doi:
УДК: 62-144.3

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ОБЪЕМОВ ДЛЯ РАСЧЕТА РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА В ДВС

Галиев И. Р. Язык статьи: русский

Аннотация

В данной статье представлены теоретические и практические принципы CFDмоделирования температурных полей и давления в цилиндре ДВС при его работе на режиме прокрутки коленчатого вала. Выявлено, что для получения надежных и точных результатов необходимо уделять большое внимание процессам в пограничных слоях ДВС и методам их численного моделирования. Сравнение расчетных значений с результатами, полученными из теплового расчета двигателя, показало расхождение между данными не более 10%, что свидетельствует о корректности CFD-расчета. Использование программного комплекса Ansys Fluent делает возможным проведение CFD-моделирования процесса теплопередачи в камере сгорания c учетом нестационарности данного процесса и движения отдельных узлов цилиндропоршневой группы, что является значительным преимуществом при конструировании ДВС. Ключевые слова: метод конечных объемов, CFD-моделирование, двигатель внутреннего сгорания, турбулентность, SST-модель, рабочий процесс.

Список литературы

1. Ansys Fluent in Ansys Workbench User’s Guide. 2021. Р. 607.
2. Greenshields C., Weller H. Notes on Computational Fluid Dynamics: General Principles. 2022.
3. Förster F. Temperature measurements under diesel engine conditions using laser induced grating spectroscopy // Combustion and Flame. 2019. № 199. Р. 249–257.
4. Ma P.C., Ewan T., Jainski Ch. Development and Analysis of Wall Models for Internal Combustion Engine Simulations Using High-speed Micro-PIV Measurements. Flow Turbulence Combustion, 2016.
5. Sircar A., Paul C., Ferreyro-Fernandez S. An assessment of CFD-based wall heat transfer models in piston engines. 10th U. S. National Combustion Meeting Organized by the Eastern States Section of the Combustion Institute, 2017.
6. Mandanis C., Schmitt M., Koch J. Wall Heat Flux and Thermal Stratification Investigations during the Compression Stroke of an engine-like Geometry: A comparison between LES and DNS. Flow Turbulence Combust. 2018. P. 769–795.
7. Fonseca L., Novella Rosa R., Olmeda P., Valle RM. Internal Combustion Engine Heat Transfer and Wall Temperature Modeling: An Over-view // Archives of Computational Methods in Engineering. 2019. № 27 (5). P. 1661–1679.
8. Muhsin A., Saumil P. Evaluation of Wall Models for Internal Com-bustion Engines using Direct Numerical Simulation. Fluid Dynamics Meeting Abstracts. 2020. № DFDR07003A.
9. Jamil A., Masri B. IC engine in-cylinder cold-flow analysis – A critical review // Alexandria Engineering Journal. 2021. № 60. P. 2921–2945.
10. Schmidt M., Ding P., Peterson B. Near-Wall Flame and Flow Measurements in an Optically Accessible SI Engine // Flow, Turbulence and Combustion. 2021. № 106. P. 597–611.
11. Johansson B., Olsson K. Combustion Chambers for Natural Gas SI Engines Part I: Fluid Flow and Combustion. SAE. 1995. № 950469.
12. Heywood J.B. Internal combustion engine fundamentals. New York, McGraw-Hill, 2018.
13. Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях – развитие научного направления в МГТУ им. Н.Э. Баумана // Двигателестроение. 2018. № 1 (271). С. 13–15.
14. Кавтарадзе Р.З. Развитие теории рабочих процессов ДВС в МГТУ им. Н.Э. Баумана: от метода Гриневецкого до современных 3D-моделей // Двигателестроение. 2019. № 4 (278). С. 3–9.
15. Кавтарадзе Р.З. Развитие теории рабочих процессов ДВС в МГТУ им. Н.Э. Баумана: от метода Гриневецкого до современных 3D-моделей // Двигателестроение. 2020. № 1 (279). С. 3–9.