شبیه سازی عددی و مطالعه پارامتریک موتور گازسوز پیش محفظه دار با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

شبیه سازی موتورهای احتراق داخلی به منظور شناسایی کامل مشخصه های عملکردی آن ها و همچنین بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر عملکرد و راندمان موتور دارای اهمیت ویژه ای است. با استفاده از شبیه سازی می توان هزینه های طراحی موتور را به شدت کاهش داده و موتورهایی با عملکرد بهینه طراحی نمود. شبیه سازی خود به انواع مختلفی تقسیم می شود که از مدل های ساده ترمودینامیکی شروع شده و تا مدل های سه بعدی به همراه احتراق و دینامیک مش ختم می شوند. در این تحقیق که هدف آن شبیه سازی دقیق پدیده های احتراق درون موتور است، از مدل های دقیق سه بعدی به منظور شبیه سازی استفاه شده است. معادلات بقای جرم، اندازه حرکت، انرژی، حالت گاز ایده آل، انتقال جرم و معادلات توربولانسی به صورت همزمان حل شده اند تا درک درست و دقیقی از سامانه تولید توان در موتور حاصل گردد. این تحقیق به طور کلی شامل سه قسمت است، در قسمت اول هندسه محفظه احتراق یک موتور که به فناوری پیش محفظه مجهز است ترسیم شده و شبکه بندی شده است. با توجه به عدم دسترسی به هندسه دقیق محفظه احتراق (هیچ موتور پیش مجفظه داری در داخل کشور موجود نمی باشد) از یک هندسه تقریبی برای شبیه سازی استفاده شده است. در مرحله دوم این تحقیق حرکت دینامیکی به محفظه احتراق داده شده و محفظه در حالت موتورینگ (بدون احتراق) شبیه سازی شده است. در مرحله سوم، احتراق درون محفظه احتراق با استفاده از نرم افزار فلوئنت مورد تحلیل قرار گرفت. این تحلیل که شامل روش های بسیار پیچیده دینامیک مش و انتقال اجزاء در اثر احتراق بود، پروفیل دما، فشار، مصرف سوخت، کار خروجی و سایر مشخصه های عملکردی موتور را در اختیار ما قرار داد. تاثیر پارامترهای مختلف بر عملکرد موتور در این بخش مورد مطالعه قرار گرفته است.