Validation CFD axisymétrique de modèle zonal des écoulements gazeux de chambre de combustion de moteur diesel - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2010

Validation CFD axisymétrique de modèle zonal des écoulements gazeux de chambre de combustion de moteur diesel

Résumé

Detailed in-cylinder gas flows are required for enhancement of the comprehension of emissions generation in HSDI Diesel engines. To provide validation purpose data to a Zonal Gas Flow simulation program, axi-symmetric CFD models of combustion chambers have been built under steady state motored engine cycle conditions. Two modelling strategies directions have been considered for comparisons: A geometry simplification approach, from real combustion chamber shape, representing the bowl in piston features, to a bloc cylindrical shape model, has been achieved, together with the generation of various coarse and fine mesh resolutions to assess their sensitivity on the solution domain. The work has been performed in two stages: First, closed cycle models to investigate the main large scale structures inside the cylinder such as swirl solid body rotation, one dimension squish structure, tumble vortices and recirculation gas flows, and enhancement of turbulence levels up to the point of fuel injection. Numerical treatment of the walls boundary layers has been achieved at low computational cost. Then, idealized inlet ports as boundary conditions have been added to provide information of the swirl generated by the intake flows. Useful information data are provided, including heat transfer coefficients to the walls and recommendations on the combustion chamber geometry and discretisation practices are given for the implementation into the ZGF program.
Les écoulements de gaz détaillés dans les cylindres sont nécessaires pour améliorer la compréhension de la production des émissions dans les moteurs Diesel HSDI. Pour fournir des données à des fins de validation pour un programme de simulation zonal des écoulements de gaz, des modèles CFD axisymétriques de chambres de combustion ont été construits dans des conditions de cycle moteur entrainé en régime établi. Deux directions pour la stratégie de modélisation ont été considérées pour comparaisons: Une démarche de simplification de géométrie, d'une forme de chambre de combustion réelle représentant les caractéristiques de piston à cuvette, à un modèle de forme bloc cylindrique, a été réalisée, en parallèle avec la génération de maillages de différentes résolutions pour évaluer leur sensibilité sur le domaine de solution. Le travail a été réalisé en deux phases: d'abord, une investigation des modèles en cycle fermé sur les principales structures de grande échelle à l'intérieur du cylindre, telles que la rotation de corps solide, swirl, la structure unidimensionnelle de squish, les tourbillons de tumble ainsi que les recirculations de gaz, et la mise en évidence des niveaux de turbulence jusqu'au point d'injection de carburant. Le traitement numérique des couches limites aux parois a été effectué à faible coût numérique. Ensuite, des ports d'entrée idéalisés ont été ajoutés comme condition aux limites pour acquérir des informations le swirl généré par les écoulements d'admission. Les informations nécessaires sont fournies, y compris les coefficients de transfert thermique aux parois et des recommandations sur la géométrie de la chambre de combustion et les pratiques de discrétisation sont données pour leur implantation dans le programme ZGF.
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Dates et versions

dumas-00523687 , version 1 (06-10-2010)

Identifiants

  • HAL Id : dumas-00523687 , version 1

Citer

Jean-Michel Berals. Validation CFD axisymétrique de modèle zonal des écoulements gazeux de chambre de combustion de moteur diesel. Mécanique des structures [physics.class-ph]. 2010. ⟨dumas-00523687⟩
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