Σύζευξη κώδικα υπολογιστικής ρευστοδυναμικής με κώδικα χημικής κινητικής και εφαρμογές σε δίχρονους ναυτικούς κινητήρες Diesel

Γαλετάκης, Παντελεήμων; Galetakis, Panteleimon

dc.contributor.author	Γαλετάκης, Παντελεήμων	el
dc.contributor.author	Galetakis, Panteleimon	en
dc.date.accessioned	2019-09-13T09:29:22Z
dc.date.available	2019-09-13T09:29:22Z
dc.date.issued	2019-09-13
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49222
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16841
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Χημική κινητική	el
dc.subject	Υπολογιστική ρευστομηχανική	el
dc.subject	Σύζευξη	el
dc.subject	Spray	en
dc.subject	Διεργασίες καύσης	el
dc.subject	Όροι πηγής	el
dc.subject	KIVA-CHEMKIN	en
dc.subject	CFD	en
dc.subject	Chemical kinetics	en
dc.subject	Coupling code	en
dc.title	Σύζευξη κώδικα υπολογιστικής ρευστοδυναμικής με κώδικα χημικής κινητικής και εφαρμογές σε δίχρονους ναυτικούς κινητήρες Diesel	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ναυτικοί κινητήρες	el
heal.classification	Marine diesel engines	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-05-20
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως στόχο τη σύζευξη του κώδικα χημικής κινητικής CHEMKIN-ΙΙ με τον κώδικα Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής KIVA-3vr2, με σκοπό τη διεξαγωγή προσομοιώσεων της ροής και της καύσης σε κύλινδρο μεγάλου δίχρονου βραδύστροφου ναυτικού κινητήρα Diesel με χρήση λεπτομερούς χημείας. Αρχικά, αξιολογούνται δύο χημικοί μηχανισμοί μειωμένης τάξης για την καύση επτανίου, με χρήση του κώδικα CHEMKIN, σε σχέση με πειραματικά δεδομένα και άλλους τέσσερις, λεπτομερέστερους, μηχανισμούς, σε τρία πρότυπα προβλήματα, συγκεκριμένα: (α) καύση σε αντιδραστήρα πλήρους ανάμιξης (JSR) – τιμές συγκεντρώσεων των βασικών προϊόντων της καύσης συναρτήσει της θερμοκρασίας, (β) έναυση ομογενούς μίγματος σε σωλήνα κρούσης (shock tube) – χρόνος καθυστέρησης έναυσης, και (γ) στρωτή φλόγα προανάμιξης – ταχύτητα διάδοσης της φλόγας. Η σύγκριση έγινε για τιμές της πίεσης έως 45 atm. Οι παρατηρηθείσες αποκλίσεις των αποτελεσμάτων με χρήση των δύο μηχανισμών μειωμένης τάξης σε σχέση με τους πλήρεις μηχανισμούς και τα πειραματικά δεδομένα ήταν σημαντικές. Εντούτοις, οι δύο συγκεκριμένοι μηχανισμοί ήταν αυτοί που χρησιμοποιήθηκαν στις παρούσες, πρώτες, προσομοιώσεις με το συζευγμένο υπολογιστικό εργαλείο που αναπτύχθηκε (KIVA-CHEMKIN), ώστε να διατηρηθεί το υπολογιστικό κόστος σε αποδεκτά επίπεδα. Στο πλαίσιο των προσομοιώσεων Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής, έγινε χρήση του μοντέλου διάσπασης spray καυσίμου CAB. Στην παρούσα εργασία, έγινε αρχικά προσομοίωση της ροής και καύσης σε δίχρονο ναυτικό κινητήρα Diesel στην περιοχή του πλήρους φορτίου με χρήση χημείας ενός βήματος, και διαπιστώθηκαν αποκλίσεις σε σχέση με πειραματικά δεδομένα. Ακολούθως, έγινε χρήση του αναπτυχθέντος συζευγμένου κώδικα (περιγραφή της χημείας με χρήση μηχανισμού μειωμένης τάξης), και διαπιστώθηκε βελτίωση των αποτελεσμάτων (χρονική μεταβολή του ρυθμού έκλυσης θερμότητας και της πίεσης), σε σύγκριση με αυτά της χημείας ενός βήματος. Για την περαιτέρω βελτίωση των αποτελεσμάτων αναφορικά με τον ρυθμό κατανάλωσης του καυσίμου, η χημεία της καύσης τροποποιήθηκε κατάλληλα, με την προσθήκη μίας μονοβηματικής αντίδρασης. Εν προκειμένω, προέκυψε πολύ καλή συμφωνία με τα πειραματικά δεδομένα αναφορικά με τη χρονική μεταβολή του ρυθμού έκλυσης θερμότητας και της πίεσης. Τα αποτελέσματα αναλύθηκαν με χρήση οπτικοποίησης των πεδίων της θερμοκρασίας και της συγκέντρωσης αντιπροσωπευτικών χημικών ενώσεων.	el
heal.advisorName	Καϊκτσής, Λάμπρος	el
heal.committeeMemberName	Φούντη, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Τριανταφύλλου, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Καϊκτσής, Λάμπρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ναυτικής Μηχανολογίας. Εργαστήριο Ναυτικής Μηχανολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	93 σ.
heal.fullTextAvailability	true