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
- Tez No: 151357
- Danışmanlar: PROF.DR. METİN ERGENEMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
OTOSAN NHDD MOTORUNDA 3-BOYUTLU SAD PROGRAMI KTVA3V YARDIMIYLA HAVA HAREKETLERİNİN MODELLENMESİ ÖZET İçten yanmalı motorlardaki hava hareketleri; bu motorların yanma karakteristiklerini, dolayısıyla maksimum motor güçlerini, yakıt tüketimlerini, egzos emisyonlarım ve verimlerini belirlemektedir. Esasen, sayılan bu dört parametre birbirinden bağımsız değildir. Bunlar birbirlerine sıkı sıkıya bağlı olup, problem optimizasyon problemidir. Daha iyi bir motor geliştirmek, ancak yanma kavramını ve bu kavrama etkiyen bütün parametreleri irdelemekle ve bunlara hakim olmakla mümkündür. Motor imalatçıları, motorlarını“motor hacmi kriteri”'ne göre alt vergi dilimlerine sokabilmek için mümkün olan en küçük hacimden en fazla güç elde etmek istemektedirler. Diğer bir anlatımla orta performans için tasarlanmış büyük motorlar yerine yüksek performans için tasarlanmış daha küçük motorları tercih etmektedirler. Bu tercih aynı zamanda yakıt tüketimine de olumlu katkıda bulunmaktadır. Aym hacimden daha fazla güç alabilmek için yanma konusunda geniş bilgi sahibi olmak gerekmektedir. Günümüzde egzos emisyonu limit değerleri, ilgili kanuni düzenlemeler tarafından (örneğin EURO normları gibi) düşük mertebelere çekilmiştir. Diğer bir deyişle, motor imalatçıları az emisyon üreten motorlar imal etmeye zorlanmaktadır. Bu ise ancak iki metodla mümkün olabilmektedir: Birinci metod yanma prosesinin iyileştirilmesi; dolayısıyla yakıtın mümkün olan en yüksek randımanla yakılması ve egzostan atmosfere verilen emisyonun sadece H2O and CO2 içermesi olmaktadır. Bu ise teorik bir durumdur ve gerçekleştirilmesi günümüz şartları için zor görünmektedir. Ayrıca CO2 başlı başına çevre için ciddi bir problem (Sera Etkisi) teşkil etmektedir. Diğer metod ise egzos gazı emisyonlarının katalitik bir dönüştürücü tarafından tutulmasını içermektedir. Her iki metod için de yanmadaki iyileşme büyük önem arzetmektedir. Son olarak, hem yakıt tüketimi hem de verim yanma ile ilgili konulardır. Ekonomik ve verimli bir motor için yanma iyileştirimelidir. Diğer taraftan, SAD (Sayısal Akışkanlar Dinamiği) yanma proseslerinin araştırılmasında ve anlaşılmasında birkaç senedir büyük ölçüde kabul ve rağbet görmüştür. xıııBu trend sayesinde çok boyutlu motor modellenmesi popüler hale gelmiştir. Sayısal Akışkanlar Dinamiğinin (SAD) motor modellemede bir dönüm noktası olduğu ve olacağı aşikardır. Bu çalışmada odak noktası, belli bir motordaki (OTOSAN-NHDD) hava hareketlerinin incelenmesi olmuştur. Simülasyonlar 3 boyutlu bir SAD (Sayısal Akışkanlar Dinamiği) programı olan KTVA3V tarafindan LINUX (SÜSE 8.0) platformunda gerçekleştirilmiştir. Bütün hesaplamalar (hen fiziksel hem de kimyasal) ve grafik çıktılar bu kod kullanılarak yürütülmüş ve oluşturulmuştur, input dosyalan Taskiran'ın dosyalarının modifiye edilmesi suretiyle elde edilmiştir. Odak noktası hava hareketleri olduğu için, input dosyalarına (iprep ve itape5) yapılan modifikasyonların çoğu daha iyi bir mesh yapısı elde etmek hedefini gütmektedir. Sonuçlar; elde çalışan daha iyi bir program olmamasından dolayı; GMV programı yardımı ile değerlendirilmiştir. Bazı sonuçlar ayrıca daha iyi bir görsellik elde etmek için dış uygulamalarla (örneğin GifCSP) işlenmiştir. Nümerik sonuçlar deneysel sonuçlarla mukayese edilmiştir. xıv
Özet (Çeviri)
MODELLING OF AIR MOTION IN OTOSAN NHDD ENGINE USING 3D CFD CODE KIVA3V SUMMARY Air motion in an internal combustion engine is one of the most important factors which determine combustion characteristics; thus maximum power output, fuel consumption, exhausts emissions and efficiency of that engine. Actually, these four parameters are not independent from each other. They are all connected together and the problem is the optimization. In order to develop a better performance engine, one needs to know combustion phenomenon and the factors affecting this phenomenon. To be able to take place in the low tax group (in accordance to“cylinder volume criteria”), the engine manufacturers are trying to increase the maximum power output of small engines. They prefer performance-based designed small engines instead of moderate-performance designed larger engines. This kind of development requires knowledge of combustion. In recent years, the exhaust emissions limit values are dramatically decreased by related regulations; such as EURO norms. By other words, engine manufacturers are forced to produce engines with lower emission values. There are two possible ways to reduce these emission values. First method dictates that the combustion process should be revised so that the fuel is combusted as efficient as possible and the emissions being given out of the exhaust to atmosphere are only FfeO and CO2. This is the theoretical case and it is hard to achieve. Also it should be noted that CO2 itself is a great problem (Greenhouse Effect) for environment. The other method implies trapping exhaust emissions by using a catalytic converter. In either case an improvement to combustion is necessary. Finally, both fuel consumption and the efficiency are also combustion related topics. To have an economic and efficient, combustion needs to be improved. On the other hand, CFD (Computational Fluid Dynamics) has been increasingly accepted as an adjunct to experimentation in the design and understanding of practical combustion systems over the past several years. By the help of this trend, popularity of multi-dimensional engine modeling has been increased. It is evident that CFD will be (actually is) a great milestone in engine design. In this study, the main focus is the air motion in a specific engine. (OTOSAN- xvNHDD) The simulations are done via KIVA-3V -a 3D CFD code- on a LINUX platform. (SUSE 8.0) All the calculations (both physical and chemical) and graphical outputs are obtained by the help of this code. The input files are modified versions of Taskiran's. Since the air motions in the engine are focused, most of the modifications to the input files (iprep and itape5) are done to achieve a better mesh structure. The results are post-processed by GMV due to lack of a better post-processor available. Some results are also visualized via third party programs (GifCSP...) in order to improve present ability. Numerical results are compared to experimental results. XVI
Benzer Tezler
- TLM16V185 tipi ağır iş dizel motoru için silindir içi akış yapısının sayısal incelenmesi
Numerical investigation of in cylinder flow structure for TLM16V185 heavy duty diesel
EMRAH AYAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
YRD. DOÇ. DR. HASAN KÖTEN
- Toz torbasız elektrik süpürgelerinde toz dağılımının sayısal modellenmesi ve toz haznesinin toz toplama veriminin belirlenmesi
Numerical modeling of dust particle trajectories in a cyclonic vacuum cleaner and determination of dust collection efficiency
BARIŞ KALE
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
- Hardware in the loop system development for modeling and control of multirotor vehicles
Multi rotorlu hava araçlarının modellenmesi ve kontrolü için donanım çevrimli benzetim sistemi tasarımı
MUHSİN HANÇER
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL BAYEZİT
- Yeşilyurt ve Avcılar'da deprem yer tepkisinin çok kanallı mikrotremor kayıtlarının analizi ile belirlenmesi
Estimation of earthquake site effects by array processing of microtremors in Yeşilyurt
HATİCE EBRU BOZDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ARGUN KOCAOĞLU
- Disel motorların değişken yük koşullarında bilgisayar yardımı ile incelenmesi
Computer aided simulation of diesel engines linder variable load conditions
CENGİZ BULUT