search query: @keyword simulointi / total: 302
reference: 11 / 302
| Author: | Peltonen, Petteri |
| Title: | Computational fluid dynamics analysis of a dual-fuel engine intake manifold |
| Kaksoispolttoainemoottorin imusarjan virtausanalyysi | |
| Publication type: | Master's thesis |
| Publication year: | 2016 |
| Pages: | (8) + 53 Language: eng |
| Department/School: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Main subject: | Energiatekniikka (K3007) |
| Supervisor: | Vuorinen, Ville |
| Instructor: | Kaario, Ossi |
| Electronic version URL: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201608263036 |
| Location: | P1 Ark Aalto 4368 | Archive |
| Keywords: | intake manifold simulation CFD dual-fuel imusarja simulointi kaksoispolttoainemoottori RANS |
| Abstract (eng): | In this thesis, the flow field in an intake manifold of a premixed 4-cylinder dual-fuel tractor engine is studied by means of Computational Fluid Dynamics (CFD). In the dual-fuel engine considered in the present thesis, low-reacting natural gas (methane) is injected to the intake manifold. The natural gas in the engine is ignited by diesel, which is injected directly to the cylinders. To ensure efficient combustion process, the injected methane should be both equally distributed between the cylinders and well mixed with the intake air. Both steady state and transient Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) simulations are carried out in the thesis. First, the distributions of methane and air are studied with the current methane injection position. Then, the injection position is altered in a way that the distributions are more even while keeping the current injection position as a reference point. These simulations are carried out in steady state and solely with STAR-CCM+ simulation software. The transient simulations are used to confirm the observations of the steady state simulations with boundary conditions better describing real engine conditions. With respect to methane distribution, the results of the transient simulations correspond reasonably well with the steady state results showing a more even distribution of methane with the changed injection position. In the transient simulations STAR-CCM+ is coupled with a one-dimensional engine simulation software GT-POWER. The transient simulation results also show a formation of secondary flow structures near the methane injection, which are affected by the injection position and have an impact on the methane mixing in the intake manifold. |
| Abstract (fin): | Tässä työssä tutkitaan traktorin nelisylinterisen kaksoispolttoainemoottorin imusarjan virtauskenttää laskennallisen virtausmekaniikan (eng. Computational Fluid Dynamics, CFD) avulla. Kyseisessä moottorissa imusarjaan ruiskutetaan biokaasua (metaania), joka sytytetään sylintereille ruiskutettavan dieselin avulla. Tehokkaan palamisen kannalta, imusarjaan ruiskutetun metaanin tulee olla tasaisesti jakautunut kaikille sylintereille sekä hyvin sekoittunut moottorin imuilmaan. Tässä työssä tehdään sekä tasapainotilan, että aikariippuvia Reynolds-keskiarvotettuja Navier-Stokes (eng. Reynolds-averaged Navier-Stokes, RANS) simulointeja. Ensin tarkastellaan imuilman sekä imusarjaan ruiskutetun metaanin jakaumaa imusarjan nykyisin käytössä olevalla metaanin ruiskutuskohdalla. Tämän jälkeen ruiskutuskohtaa muutetaan siten, että jakaumat ovat tasaisempia, verraten tuloksia nykyisen geometriaan tuloksiin. Näissä simuloinneissa käytetään tasapainotilan laskentaa STAR-CCM+ simulointiohjelmalla. Aikariippuvia simulointeja käytetään varmistamaan tasapainotilan simuloinneissa tehtyjä huomioita paremmin todellisuutta kuvaavilla reunaehdoilla. Metaanin jakautumisen kannalta aikariippuvien ja tasapainotilan simulointien tulokset vastaavat hyvin toisiaan, näyttäen tasaisemman metaanijakauman injektiokohtaa muuttamalla. Aikariippuvat simuloinnit tehdään kytkemällä STAR-CCM+ yksiulotteiseen moottorisimulointiohjelmaan GT-POWER:iin. Aikariippuvissa simulointien tulokset myös osoittavat, että metaanin injektiokohdan läheisyyteen syntyy virtausrakenteita, jotka riippuvat injektiokohdasta ja vaikuttavat metaanin sekoittumiseen imusarjassa. |
| ED: | 2016-09-04 |
INSSI record number: 54248
+ add basket
INSSI