Υπολογισμός “κρύας ροής” εντός κυλίνδρου σε συμβατική τετράχρονη εμβολοφόρα μηχανή εσωτερικής καύσης

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την μελέτη του πεδίου ροής για κρύα ροή σε τετράχρονη εμβολοφόρα μηχανή εσωτερικής καύσης. Οι υπολογισμοί πραγματοιποιήθηκαν με τη μέθοδο Computational Fluid Dynamics (CFD) με την χρήση του λογισμικού ANSYS FLUENT 18.2. Για την εξαγωγή αποτελεσμάτων μελετήθηκαν τέσσερα διαφορετικά σενάρια εισαγωγής του φρέσκου αέρα στον θάλαμο καύσης. Για την βέλτιστη εξαγωγή αποτελεσμάτων βασικό χαρακτηριστικό ήταν η δημιουργία κατάλληλου πλέγματος της γεωμετρίας της εμβολοφόρας μηχανής που μελετήθηκε. Σκοπός της μελέτης ήταν η εξαγωγή του διανυσματικού πεδίου της ταχύτητας, των τιμών της θερμοκρασίας και της πίεσης, αλλά και ο υπολογισμός της τυρβώδους κινητικής ενέργειας. Τα σενάρια διαφοροποιήθηκαν ως προς την ταχύτητα του στροφαλοφόρου άξονα (1500 rpm, 1000 rpm) και τις συνθήκες εισαγωγής φρέσκου αέρα στον κύλινδρο (0.5 bar, 1 bar). This diploma thesis deals with the study of the flow field for cold flow conditions in a four stroke internal combustion engine. The computations were conducted using the Computational Fluid Dynamics (CFD) method and more specifically the ANSYS FLUENT 18.2 software. Four different scenarios were studied. A key characteristic was the creation of a suitable mesh of the geometry of the piston engine studied. The purpose of the study was to extract the velocity vector field, temperature and pressure values, and calculate turbulent kinetic energy. The scenarios varied with the crankshaft speed (1500 rpm, 1000 rpm) and the fresh air inlet conditions (0.5 bar, 1 bar).