Validación y Mejora de una Estrategia de Supermalla para la Simulación CFD de Motores de Combustión Interna de Cuatro Tiempos
Autores: Aguerre, Horacio J.; Pedreira, Patricio H.; Orbaiz, Pedro J.; Nigro, Norberto M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Validación y Mejora de una Estrategia de Supermalla para la Simulación CFD de Motores de Combustión Interna de Cuatro Tiempos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Implementación
CFD
Motor
Pseudo-supermalla
Simulación
Combustión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El presente documento describe y valida una implementación de CFD eficiente para replicar la dinámica de fluidos de trabajo de un motor de combustión interna de cuatro tiempos real. Para ello, se utilizan datos experimentales obtenidos en un motor de un solo cilindro para validar el enfoque computacional propuesto. El dominio del motor se divide en regiones según cada zona en movimiento, y estas se acoplan utilizando una interfaz de pseudo-supermalla presentada en un trabajo anterior por los autores. En este trabajo, la estrategia original de pseudo-supermalla se mejora al introducir el concepto de doble frontera para modelar los eventos de apertura/cierre de válvulas, con el fin de aumentar la precisión y simplicidad del procedimiento de simulación. Los resultados producidos por la herramienta de software propuesta muestran una buena correlación con las mediciones experimentales del ciclo completo del motor. Las cantidades macroscópicas del flujo en el cilindro se replican con precisión, así como la evolución instantánea de la presión en el cilindro y en el colector de admisión. Además, el presente trabajo muestra que la eficiencia computacional y la escalabilidad del enfoque mejorado de pseudo-supermalla se preservan incluso cuando se aplica a problemas reales más complejos. En este sentido, este trabajo contribuye a una nueva herramienta de ingeniería que promueve las pseudo-supermallas mejoradas como una herramienta efectiva para el diseño, desarrollo y optimización de motores de combustión interna.
Descripción
El presente documento describe y valida una implementación de CFD eficiente para replicar la dinámica de fluidos de trabajo de un motor de combustión interna de cuatro tiempos real. Para ello, se utilizan datos experimentales obtenidos en un motor de un solo cilindro para validar el enfoque computacional propuesto. El dominio del motor se divide en regiones según cada zona en movimiento, y estas se acoplan utilizando una interfaz de pseudo-supermalla presentada en un trabajo anterior por los autores. En este trabajo, la estrategia original de pseudo-supermalla se mejora al introducir el concepto de doble frontera para modelar los eventos de apertura/cierre de válvulas, con el fin de aumentar la precisión y simplicidad del procedimiento de simulación. Los resultados producidos por la herramienta de software propuesta muestran una buena correlación con las mediciones experimentales del ciclo completo del motor. Las cantidades macroscópicas del flujo en el cilindro se replican con precisión, así como la evolución instantánea de la presión en el cilindro y en el colector de admisión. Además, el presente trabajo muestra que la eficiencia computacional y la escalabilidad del enfoque mejorado de pseudo-supermalla se preservan incluso cuando se aplica a problemas reales más complejos. En este sentido, este trabajo contribuye a una nueva herramienta de ingeniería que promueve las pseudo-supermallas mejoradas como una herramienta efectiva para el diseño, desarrollo y optimización de motores de combustión interna.