Modification and development of an internal combustion engine simulation program
Bir içten yanmalı motor simülasyonu programının düzenlenmesi ve geliştirilmesi
- Tez No: 126157
- Danışmanlar: DOÇ. DR. M. ZAFER GÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 132
Özet
ÖZET Son on yıl içinde, yakıt ekonomisinin arttırılması, gürültü ve atık seviyelerinin azaltılması için içten yanmalı motorlar ile ilgili pekçok araştırma yapılmaktadır. Bu durum, içten yanmalı motor içi akışın gelişimi ve yanma ile etkileşimi hakkında daha fazla bilgi gerektirir. İçten yanmalı motor silindirlerindeki akışın zamana bağımlı, üç boyutlu ve hareketli sınır koşullarına sahip olması nedeniyle sayısal veya deneysel olarak incelenmesi oldukça zordur. Bunun yanında, motor çevrimlerinde akış çoğunlukla türbülanslıdır. Bu yüzden, analiz yapmak akışın düzenli olduğu durumlardan daha zordur. Akış gelişiminin detaylı analizi kütle, momentum ve enerji korunum kısmi diferansiyel denklemlerinin çözümünü gerektirir. Bu diferansiyel denklemler lineer değildir, birbiriyle ilişkilidir ve denklemleri analitik olarak çözmek oldukça zordur. Sayısal yöntemlerle çözüm yanma odasının birbirine komşu sonlu kontrol hacimlere bölünmesiyle başlar. Daha sonra, diferansiyel denklemler sonlu hacimler biçimine dönüştürülür. Son olarak, bu dönüştürülmüş denklemler çözüm algoritmaları kullanılarak çözülür. Ayrıca, silindir içindeki türbülans alanım modellemek için ek denklemler gerekir. Türbülans modelleri ile ilgili pekçok çalışma vardır; örneğin 'the mixing length' modeli, k-e- türbülans modeli ve versiyonları gibi. İçten yanmalı motor içi akışlarının diğer akış türlerinden farklılığı hacimsel sıkıştırma ve genişleme özellikleridir. Standart k-e- türbülans modeli bu durumlar için doğru sonuçlar vermemektedir. Bu nedenle, bu model motor içi akışlar için çeşitli çalışmalarda yeniden düzenlenmiştir. Morel ve Mansour sıkıştırma etkilerini modelleyen en iyi versiyonlardan birini geliştirmiştir. İki-denklem modellerinin eksikliklerini gidermek için üç-denklem model, k- e-T türbülans modeli, geliştirildi. Bu tez çalışmasında üç-denklem modelinin geliştirilmiş bir versiyonu kullanıldı.Bu çalışmada, üç-denklem modeli ile Morel ve Mansour iki-denklem modeli sonuçlan çeşitli motor içi akış durumları için karşılaştırıldı. Bu karşılaştırmalar düz yüzeyli piston için farklı iki sıkıştırma oranındaki sonuçları içerir. Ayrıca, her iki modelden elde edilen sonuçlar Lazer Doppler Anemometre ile elde edilmiş deneysel sonuçlarla karşılaştırıldı. Sonuçta, k-s-r turbülans modelinin karşılaştırma yapılan çoğu noktada k-s turbülans modelinden daha iyi ortalama eksenel hız ve turbülans çalkantı profilleri verdiği gözlendi. 07.08.2002 Barış YILMAZ VI,,
Özet (Çeviri)
ABSTRACT There are a plenty of researchs, especially in last decade, on internal combustion engines in order to increase the fuel economy and to decrease the level of noise and waste. That requires the more complete understanding of flow evolution and its interaction with the combustion in internal combustion engine cylinder. Fluid flow within internal combustion engine cylinders is extremely complex to analyse numerically or experimentally due to having time-dependent and three dimensional charecteristics with moving boundaries. Moreover, the flow is mostly turbulent in engine cycles, so, making analysis very difficult, than if it were laminar flow. The detailed analysis of flow evolution requires solution of the governing partial differential equations of conservation of mass, momentum and energy. These are non-linear, coupled and too complex to allow analytical solutions. The numerical solutions start with discretizing the combustion chamber volume into adjacent control volumes of finite dimensions. Then, the governing differential equations converted into finite volume form. Finally, this discretized equations are solved by using solution algorithms. Furthermore, additional equations are required for the modeling of the turbulence field in cylinder. There are a lot of works on turbulence models such as the mixing length model, the k-s- turbulence model and its variants. The distinctiveness of the internal combustion engine flows is the bulk expansion and compression characteristics. The standard k-s- turbulence model does not give accurate results for these cases.So, this model has been modified in several internal combution engine researches. The Morel and Mansour model is one of the best variant in simulating the compression effects. vnA three-equation model, k-s-x turbulence model, was developed to overcome the deficincies in two-equation model. A modified version of three-equation model was used in this thesis. In this study, results of the k-s-x turbulence model and Morel and Mansour k-e turbulence model were compared for various in-cylinder engine flows. These include two different compression ratios with flat-top piston cases. Results of both models were also compared with the Laser Doppler Anemometry measurements. It was seen that the modified version of k-s-x turbulence model produced better axial mean velocity and turbulence intensity profiles in most of the locations than did k-e model. 07.08.2002 Bans YİLMAZ vm
Benzer Tezler
- Değişken sıkıştırma oranlı bir silindirli dizel motor modeli tasarımı ve simülasyonu
One cylinder diesel variable compression ratio engine model design and simulation
TÜRKAY ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Dört zamanlı türbaşarj direk püskürtmeli bir dizel motorunun bilgisayar ile sümülasyonu
Computer aided simulation of a fourstroke turbocharged direct-anjection diesel engine
MUSTAFA BALCI
- Modeling of air motion in OTOSAN NHDD engine using 3D CFD code KIVA3V
OTOSAN NHDD motorunda 3-boyutlu SAD programı KIVA3V yardımıyla hava hareketlerinin modellenmesi
FATİH DENİZ GENÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. METİN ERGENEMAN
- Heavy duty diesel engine thermo mechanical fatigue analysis
Ağır vasıta dizel motorunun termomekanik yorulma ömrü analizi
ŞENER KANTÜRER
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN
- Hibrit otomobil tasarımı, yenilenebilir enerji kaynaklarıyla desteklenmesi ve simülasyonu
Hybrid vehicle design, supporting renewable alternative energy sources and simulation
BURAK ATALAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ERTUĞRUL ARSLAN