مدل سازی موتورهای اشتعال جرقه ای با پاشش مستقیم گاز و بار چینه ای (ngdi-sc)

هدف از رساله حاضر شبیه سازی موتور گازطبیعی پاشش مستقیم با بار چینه ای است. برنامه اصلی kiva-3v برای شبیه سازی پاشش سوخت های گازی اصلاح گردید. پاشش گازطبیعی در اتاق احتراق حجم ثابت با برنامه اصلاح شده شبیه سازی شد. همچنین الگوی اغتشاشی غیرخطی به برنامه kiva-3v اضافه گردید. برای محاسبه تنش رینولدز سه الگوی مختلف جریان مغشوش بررسی شد. زیرا الگوی جریان مغشوش k-? استاندارد نه تنها غیر ایزوتروپ بودن شدت توربولانس را نشان نمی دهد بلکه هنگامی که جریان های چرخشی عمودی و افقی داخل استوانه مهم هستند عملکرد مناسبی ندارد. نتایج حاصل از شبیه سازی با استفاده از الگوی خطی برنامه اصلی و الگوی های غیرخطی اضافه شده برای اتاق احتراق حجم ثابت با پاشش مستقیم گاز متان بررسی گردید. نتایج نشان داد که الگوی غیرخطی شدت اغتشاش داخل استوانه را بیشتر از الگوی خطی پیش بینی کرد. همچنین نتایج شبیه سازی پاشش گاز با استفاده از الگوی غیرخطی نشان داد که با پیش بینی بهتر جریان اغتشاشی داخل محفظه، اختلاط بیشتر و مقدار نفوذ فواره نسبت به الگوی خطی کمتر شد که به مقدار نتایج تجربی نزدیک تر است بنابراین الگوی غیرخطی نفوذ فواره گازی را دقیق تر از الگوی خطی پیش بینی کرد. هرچند زمان رایانه ای محاسبه در الگوی غیرخطی افزایش یافت، در شبیه سازی پاشش گاز، الگوی غیرخطی کارآمدی بیشتری دارد زیرا در پاشش گاز به حل معادلات اضافی متعلق به پاشش مایع نیاز نیست. پاشش فشار قوی گاز در داخل محفظه شبیه سازی شد. نتایج شبیه سازی پاشش فشارقوی گاز در مقایسه با نتایج تجربی و نتایج حاصل از نرم افزارهای star-cd و fluent صفحه ماخ و محل آن را به درستی پیش بینی کرد. چرخه موتور گازطبیعی پاشش مستقیم در مراحل تراکم و انبساط با استفاده از برنامه اصلاح شده kiva-3v شبیه سازی شد. نفوذ فواره گاز طبیعی در اتاق احتراق برای بررسی استقلال نتایج از تعداد حجره های محاسباتی استفاده شد. فشار داخل اتاق احتراق موتور و مقدار آلاینده no حاصل از موتور در مقایسه با نتایج تجربی موتور واقعی به خوبی پیش بینی شد که بیشینه فشار پیش بینی شده فقط 1.62 درصد و مقدار no خروجی پیش بینی شده 3.6 درصد با مقادیر تجربی موتور واقعی اختلاف دارد.