18170

18170

تهيه كد عددي به منظور مدل سازي پاشش مستقيم گاز طبيعي توسط انژكتور با استفاده از نرم افزار كيوا

كارشناسي ارشد

نيروي محركه

خرداد 1396

دكتر علي نصيري طوسي

خودرو

با شدت گرفتن آلودگي حاصل از احتراق به خصوص خودروها از طرفي، و رو به اتمام بودن منابع سوختهاي فسيلي از طرف ديگر، محققين و دانشمندان را به سمت تحقيق پيرامون سوختهاي جايگزين و سوختهاي پاك سوق داده است. سوختهاي بر پايه گاز طبيعي ضمن ارزانتر بودن از سوختهايي مانند بنزين و ديزل، نسبت به آنها بسيار تميز تر ميسوزد و آلايندگي كمتري ايجاد ميكند. براي استفاده از گاز طبيعي، كه بخش عمده آن از متان تشكيل شده است، در موتور لازم است ابتدا شيوه صحيح تزريق سوخت و عملكرد موتور با آن سوخت به درستي شبيه سازي شود، چرا كه با انجام شبيه سازي و مدل سازي ميتوان موتورهايي كه سوخت گاز مصرف ميكند را به نحوي بهينه سازي كرد تا بتوانند با موتورهاي بنزيني با مشخصات مشابه رقابت كنند. با انجام شبيه سازي، ميتوان فهميد چگونه ممكن است سيستم را ارتقاء داد و بهينه سازي كرد. نرم فزار پرقدرت كيوا، كه هم در صنعت و هم بين محققين محبوبيت دارد، برنامه بسيار قدرت مند جهت انجام شبيه سازي موتور است. اما مشكلي كه كيوا دارد، آن است كه كيوا قادر نيست تزريق سوخت گاز را مدل سازي كند، چرا كه تنها سوخت مايع براي آن تعريف شده است. ما در اين تحقيق تلاش كرديم كه ضمن مطالعه و درك پديده تزريق گاز، براي كيوا زير مجموعهاي بنويسيم كه با كمك آن كيوا قادر باشد تزريق گاز را مدل كند. در اين پايان نامه ما فرض كرديم گاز تزريق شده متان خالص است، و با استفاده از معادلات و تئوري تزريق گاز، در ابتدا معادلات مربوطه را گسسته سازي كرديم و به زبان برنامه نويسي فرترن، كد عددي براي آن تهيه كرديم. در انتها براي اطمينان از عملكرد صحيح كد بدست آمده، نتايج 2 مورد آزمايشگاهي كه از قبل موجود بود را بررسي كرديم، و مدل 3 بعدي آنها را دقيقا مشابه ابعاد و شرايط آزمايشي شبيه سازي كرديم. سپس نشان داديم كد عددي كه ما تهيه كردهايم ميتواند با دقت بسيار بالايي پديده تزريق گاز متان را شبيه سازي كند.

1396/09/25

12/16/2017 12:00:00 AM

With the growing concerns about gasoline environmental pollution and also the need for a more widely available fuel source, natural gas is finding its way to the automotive engines. But before this could happen industrially, simulations of natural gas direct injection need to take place to maximize and optimize power output. KIVA is one of the most powerful tools when it comes to engine simulation. Widely accepted by both researchers and the industry, KIVA an open-source code, offers great in-depth simulation and analysis. KIVA can compute complex phenomena’s which can occur inside the chamber before, whilst and after ignition. One downside to KIVA, is its in-capability of simulating gaseous injections, making it useful for only liquidized fuel. In this study, we developed a numerical code, to enable the simulation of gaseous injection within the KIVA code. By introducing our code as a subroutine, we modified the original KIVA program. To ensure the correct application of gaseous fuel injection using our modified KIVA code, we simulated two different cases and compared them with their experimental data. We concluded our modified version of KIVA’s simulation results came in very close to those measured experimentally.