شبیه‌سازی یک موتور احتراق جرقه‌ای پرخوران با هدف مطالعه پدیده خوداشتعالی، کوبش و تاثیر آن بر روی گسترش شعله به کمک کد کیوا

Abstract

پدیده کوبش، پدیده ای تصادفی و پیچیده است و انجام آزمایشات تجربی موتور در شرایط با کوبش، بسیار پر هزینه می‌باشد. موتور مورد بررسی در این مقاله، موتور EF7(TC) می‌باشد که یک موتور دوگانه سوز با پایه گازسوز است و در صورت استفاده از بنزین احتمال وقوع کوبش در این موتور زیاد است. در این مقاله به کمک کد کیوا-نسخه 3وی به شبیه‌سازی یک سیکل کامل این موتور تحت شرایط با کوبش و بدون کوبش پرداخته شده است. هندسه این موتور به کمک نرم افزار انسیس و به صورت ساختاریافته، شبکه‌بندی گردید. از آنجا که کد کیوا-نسخه 3وی مجهز به مدل خود اشتعالی نمی باشد، مدل انتگرال کوبشی به کد اصلی اضافه شد. نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی به دو روش فشار درون سیلندر و دمای راهگاه دود خروجی اعتباردهی شد که نشان داد نتایج شبیه‌سازی در مقایسه با داده‌های آزمایشگاهی از دقت مناسبی برخوردار است. با توجه به نتایج آزمایشگاهی، هرچند کد کیوا-نسخه 3وی و مدل انتگرال کوبشی قادر به مدل کردن نوسانات فشاری در شرایط با کوبش نمی‌باشند اما به خوبی محل و زمان وقوع کوبش را شبیه‌سازی می‌کنند. در نهایت به بررسی نحوه توسعه و نفوذ شعله در محفظه احتراق و چگونگی تشکیل جبهه دوم پرداخته شده است. با توجه به نتایج بدست آمده در شبیه‌سازی، جبهه دوم شعله در نزدیکی سوپاپ دود تشکیل و گسترش می‌یابد.