Αριθμητική προσομοίωση της διείσδυσης καυσίμου σε θάλαμο καύσης με μεθόδους υπολογιστικής ρευστοδυναμικής.

Σαλωνίδου, Σύλβια; Salonidou, Sylvia

dc.contributor.author	Σαλωνίδου, Σύλβια	el
dc.contributor.author	Salonidou, Sylvia	en
dc.date.accessioned	2015-04-28T09:15:00Z
dc.date.available	2015-04-28T09:15:00Z
dc.date.issued	2015-04-28
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40632
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.4190
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Υπολογιστική Μηχανική”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Υπολογιστική Ρευστοδυναμική	el
dc.subject	Διείσδυση καυσίμων	el
dc.subject	Θάλαμοι καύσης	el
dc.subject	Μη μόνιμη ροή	el
dc.subject	Τυρβώδης ροή	el
dc.subject	Computational Fluid Dynamics	en
dc.subject	Fuel penetration	en
dc.subject	Combustion chambers	en
dc.subject	Unsteady flow	en
dc.subject	Turbulent flow	en
dc.title	Αριθμητική προσομοίωση της διείσδυσης καυσίμου σε θάλαμο καύσης με μεθόδους υπολογιστικής ρευστοδυναμικής.	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Υπολογιστική Μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-12-01
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η αριθμητική πρόβλεψη της διείσδυσης αερίου καυσίμου σε θάλαμο καύσης συναρτήσει του χρόνου. Οι συνθήκες που επικρατούν στο χωρίο επίλυσης προσομοιάζουν με αυτές σε έναν κινητήρα diesel λίγο πριν την ανάφλεξη. Αρχικά στο θάλαμο καύσης υπάρχει μόνο αέρας υπό πίεση που είναι αρκετά θερμός ώστε να μπορεί να προκληθεί ανάφλεξη με την είσοδο του καυσίμου. Το αέριο καύσιμο εισέρχεται στο θάλαμο δια μέσου ενός ακροφυσίου. Η ανάμιξη του καυσίμου με τον αέρα αποτελεί τον πιο σημαντικό παράγοντα σχετιζόμενο με την καύση και τις εκπομπές καυσαερίων σε έναν κινητήρα τύπου diesel. Για το λόγο αυτό βασικός σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η εύρεση της κατανομής της συγκέντρωσης στο πεδίο ροής για διάφορες χρονικές στιγμές και για συνολικό χρόνο 10ms, ούτως ώστε να υπάρξει μία εκτίμηση της ανάμειξης του καυσίμου με τον αέρα. Ο χρόνος αυτός επιλέγεται να είναι μικρότερος του χρόνου που απαιτείται για την ανάφλεξη του καυσίμου. Το υπολογιστικό χωρίο είναι δισδιάστατο και γίνεται χρήση κυλινδρικών συντεταγμένων. Το συνολικό μήκος του κατά την αξονική διεύθυνση είναι 200mm και κατά την ακτινική 50mm. Η αριθμητική προσομοίωση είναι ένας πιο αποτελεσματικός τρόπος περιγραφής του φαινομένου αυτού σε σχέση με τον πειραματικό. Μεγάλος αριθμός παραμέτρων μπορεί με ιδιαίτερη ευκολία να μεταβληθεί και να βρεθεί η επίδραση τους. Για τον παραπάνω λόγο μελετάται επιπλέον η επίδραση παραμέτρων, όπως η πυκνότητα και το μήκος της διαμέτρου του στομίου στο ακροφύσιο, στην εισχώρηση στο θάλαμο καύσης. Οι υπολογισμοί διεξάγονται για τέσσερα διαφορετικά σενάρια. Χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικά αέρια καύσιμα, το μεθάνιο και το προπάνιο, καθώς και δύο διαφορετικές διάμετροι οπής του ακροφυσίου. Το προτεινόμενο μαθηματικό μοντέλο προσομοίωσης βασίζεται στις μερικές διαφορικές εξισώσεις που διέπουν τη μη μόνιμη, τυρβώδη, αξονοσυμμετρική ροή. Το μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση της τύρβης στο πεδίο ροής είναι το standard k~ε. Η αριθμητική μέθοδος που χρησιμοποιείται είναι η μέθοδος των πεπερασμένων όγκων ελέγχου. Για την προσομοίωση χρησιμοποιείται το εμπορικό πακέτο PHOENICS, έκδοση 3.6.1, της εταιρείας CHAM ltd. Για τη μοντελοποίηση της ροής εφαρμόζεται δομημένο αλλά ανομοιόμορφο πλέγμα, το οποίο είναι πυκνότερο στις υποπεριοχές πλησίον της αρχής των αξόνων όπου έχει τοποθετηθεί και η είσοδος του καυσίμου. Επειδή το προς επίλυση πρόβλημα είναι χρονικά μεταβαλλόμενο, με σκοπό την επιβεβαίωση της ακρίβειας της λύσης, διεξήχθησαν μελέτες ανεξαρτησίας της λύσης από τη χρονική και από τη χωρική διακριτοποίηση. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι ο βαθμός εισχώρησης του αερίου καυσίμου στο θάλαμο εξαρτάται από την πυκνότητα του αερίου, τη διάμετρο της οπής του ακροφυσίου και φυσικά το χρόνο, εάν η ταχύτητα εξόδου από το ακροφύσιο παραμείνει σταθερή.	el
heal.advisorName	Μπουντουβής, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Μαρκάτος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Φούντη, Μαρία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	true