Fine grid simulations of an IC engine combustion chamber with various turbulence models
İçten yanmalı motorda farklı türbülans modelleri için daha yoğun grid simülasyonları
- Tez No: 126573
- Danışmanlar: DOÇ. DR. M. ZAFER GÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Akış, Benzetim, Motorlar, Türbülans, İçten yanmalı motorlar, Flow, Simulation, Motors, Turbulence, Internal combustion engines
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET İÇTEN YANMALI MOTORDA FARKLI TÜRBÜLANS MODELLERİ İÇİN DAHA YOĞUN GRİD SİMÜLASYONLARI Son yıllarda, otomotiv tasarımcıları ses ve kirlilik yayılımını azaltmak ve buna karşılık motordan yüksek performans elde etmek ve yakıt tüketiminde ekonomi sağlamak amacı ile motor tasarımında önemli değişiklikler yapmaya girişmişlerdir. Bu bağlamda, bu konuda gelişme kaydedebilmek için motorlardaki akışın karakteristik özelliklerinin anlaşılması ve bununla sürekli karşılıklı etkileşim halinde bulunan yanma ürününün özelliklerinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu çalışmalar deneysel metotlarla yapılabilmektedir. Ancak, deneysel metotlar çok uzun zaman almakta ve çok yüksek maliyetlere neden olmaktadır. Buna karşılık, bilgisayar yardımı ile yapılan simülasyon teknikleri, deneysel metotlara kıyasla birçok avantaja sahiptirler. Çünkü, simülasyon teknikleri daha düşük maliyet getirmekte ve uzun sürmeyip, birçok kez tekrarlanmaya elverişli oldukları için parametre kontrolünü kolaylaştırmaktadırlar. Ancak simülasyonlar türbülans modellerinin yetersizliği, nümerik metod yetersizlikleri v.b. gibi nedenlerden ötürü iyi sonuçlar vermemektedir. Biz bu tezde türbülans modellerinin yetersizliklerinden yola çıkacağız. Sonuç olarak bu tezde daha gelişmiş türbülans modelleri kullanılarak daha elverişli sonuçların elde edilmesi ve bu sonuçlardan faydalanılarak otomotiv tasarımcılarına yardımcı olunması amaçlanıyor. Buradan hareketle, bu tezde, 1. Bölümde, problem ve yaklaşımlar üzerinde durulmuştur. 2. Bölümde, motorlardaki akışkanlar üzerine teorik ve deneysel çalışmalar sunulmaktadır. 3. Bölümde, piston silindirindeki akışı tanımlayan diferansiyel denklemler ifade edilmiştir.4. Bölümde, türbülans modelleri üzerinde durulmaktadır. 5. Bölümde, diferansiyel denklemlerin diskritizasyonu üzerinde durulmaktadır. 6. Bölümde, k-e modeli ve k-e-x modelinin serbest akışlara uygulamaları anlatılmış ve modellerin basit akışlara uygulanışları test edilmiştir. 7. Bölümde, değişik sıkıştırma oranlarında çalışan yatay pistonlu, merkezi valili, aksisimetrik modelli motorun türbülans karakteristiklerinin ve ana akışın ölçümlerinin karşılaştırılması yapılmaktadır. Bu akışın karakteristiklerini belirlemek için bir içten yanmalı motor simülasyon programı kullanılmıştır. İki tane değişik sıkıştırma oranlarındaki durumlar test edilmiştir. Karşılaştırmalar, k-s modeli, k-e-t modeli ve deney dataları arasında yapılmıştır. 8. Bölümde ise sonuçlardan bahsedilmiştir. Temmuz, 2002 HANDE ALPEREN VI
Özet (Çeviri)
ABSTRACT FINE GRID SIMULATIONS OF AN IC ENGINE COMBUSTION CHAMBER WITH VARIOUS TURBULENCE MODELS During the last years, automotive engineers have been called upon to make significant changes in engine design in order to reduce the levels of pollutant and noise emission, and to increase the fuel economy and the performance of the engine. In this connection, it has become apparent that a more complete understanding of the characteristics of the flow evolution in engines and its interaction with the combustion process is needed. These works can obtain by empirical methods. But these techniques take too much time. And they have high cost limitations. But computer simulations have better characteristics than the empirical methods. Because computational methods offer a cost-effective and practical means for a more complete knowledge of in cylinder flow processes and the effects of key controlling parameters. Simulations don't give excellent results everytime because of the insufficiency of turbulence. Therefore, there seems to be need to develop more advanced turbulence models for excellent results. Finally, in this thesis we want to get better results when the new turbulence models were developed and we want to help to the automotive designers. There are two different simulations in this thesis. First one, simulations of free turbulent shear layers and second one simulation of a model engine. Because in the simulation engine, there is an annular jet flow during intake stroke through the valves, we want to simulate this annular jet. But this is a complex jet simulation. In this connection firstly, we simulate less complex jets like plane jet, round jet and plane far wake than annular jet simulation. In this thesis, Chapter 1 presents the approches about turbulence problems. Chapter 2 presents a review of previous theoretical and experimental studies of flows in engines. vuIn Chapter 3, the differential equations governing the flow in piston-cylinder are presented. Chapter 4, presents the turbulence models. Chapter 5 is concerned with the discretization of the differential equations. In Chapter 6, applications of the k-s-T model and k-e model to free shear flows are introduced in order to validate and test the model in experimentally well documented classes of flow which are fairly simple. Chapter 7 is concerned with the prediction and comparison with measurement of the mean flow and turbulence characteristics in a flat-piston, central valve, axisymmetric model engine that operates at different compression ratios. An Internal Combustion Engine (ICE) simulation program is used to predict the in- cylinder flow characteristics. Two cases are tested. Comparisons are made with the experimental data where available and with the k-E turbulence models against the k-s-x model to present their relative accuracy. Chapter 8, presents the conclusions. July, 2002 HANDE ALPEREN Vlll
Benzer Tezler
- Üç boyutlu modelleme ile benzinli bir motorda farklı yanma odalarının incelenmesi
Analyzing different combustion chambers in gasoline engine with three dimensional modeling
ÖNCEL ÖNCÜOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ALPER TOLGA ÇALIK
- Deniz üzeri alçak irtifa askı uçuşlarında helikopterde oluşan tuzlu su spreyi kirlenmesinin sayısal incelenmesi
Numerical investigation of saltwater spray contamination on helicopter during low-altitude maritime hover flights
UFUK ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Numerical simulation of cavitation phenomena inside fuel injector nozzles
Başlık çevirisi yok
BARIŞ BİÇER
- Numerical simulation of aircraft icing with an adaptive thermodynamic model considering ice accretion
Buz birikimini göz önüne alarak uyarlanmış bir termodinamik model ile uçakta buzlanmanın sayısal benzetimi
HADI SIYAHI
Doktora
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CİHAT BAYTAŞ
- Development of a lattice boltzmann based flow solver for large eddy simulation of turbulent flows
Türbülanslı akışların büyük girdap benzetimi için lattice boltzmann temelli akış çözücüsü geliştirilmesi
ALİHAN ATİLLA ÇINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR