1. IntroductionIn automotive applic

1. Introduction
In automotive applications, legislations on environmental protection limit emissions of pollutants as well as carbon dioxide. As a consequence, it is important to reduce the engine consumption and to optimize the combustion process. For spark-ignition engine, the air–gasoline mixture is characterized by a stoechiometric ratio. However, some components (like valves, compressor ...) of internal combustion engines generate pressure waves which are propagated into the inlet and exhaust manifolds [1–3]. As a consequence, the engine performance and the volumetric efficiency can be impacted by this phenomenon [4–7]. Furthermore, the combustion process can be different in each cylinder if the air mass flow is affected by unsteady flow phenomena. It is then necessarytodevelopcomputationaltoolscapableoftakingintoaccount this kind of phenomenon and to associate them to internal combustion engine simulation codes [1,8,9]. Inlet and exhaust manifolds can be studied by a one-dimensional approach by solving the Euler equations [8,9]. The gas dynamics flows equations are obtained by: the continuity equation, the momentumequation,and the energyequation[10]. These equations can be written in the following form: @W @t þ @FðWÞ @x ¼B ð1Þ
where the vectors W, F, and B are defined by:
W ¼
qS quS qðeþ1 2u2ÞS
2 6 4
3 7 5 ð2Þ
FðWÞ¼
quS ðpþqu2ÞS ðeþ1 2u2 þpq1ÞquS
2 6 4
3 7 5 ð3Þ
B¼
0
pdS dxqG qqeS
2 6 4
3 7 5 ð4Þ In order to solve these gas dynamic equations, a numerical scheme is required. Historically, the first technique used was the method of characteristics [1]. It is based on the possibility to transform the set of equations with partial derivative terms into a set of equations with full derivative terms. However, this method is non-conservative. The increasing performance of computers gives the possibility to use finite difference schemes with a second order precision [11] and total variation diminishing (TVD) flux limiter algorithms [12]. For this kind of problem, the Harten– Lax–Leer scheme appears to be the best [2]. An inlet (or an exhaust) manifold is composed of pipes, volumes or specific components and the difficulty remains in defining the boundary conditions of the pipes. In this objective, experimental setup [13] or CFD codes are used [14–16]. The objective is to analyze
the fluid flow around these boundaries in order to complete the one-dimensional description of the system. Finally, internal combustion engine simulation codes can be used in order to define the engine behaviour. The comparison between experimental results and numerical ones shows good agreements [15]. The computational time required by one-dimensional codes is acceptable today in order to determine the engine behaviour or to optimize an element of the engine [17]. However, the simulation times are very long due to the complex geometries of the inlet and exhaust systems in order to realize a real time simulation. In order to reduce the number of equations, the acoustic method can be employed [10,18]: the fluid is considered to be non-viscous, isentropic, and only small disturbances of the thermodynamics variables are considered. With theses assumptions, a single equation describes the fluid evolution in the pipe elements. However, the number of equations remains important (it depends on the mesh refinement) and as a consequence the computational time is too high. The analysis of the volumetric efficiency of an internal combustion engine can also be obtained by the means of a frequency analysis. In order to obtain a frequency spectrum of the pipe systems, different experimental techniques have been developed [19–22]. The objective is then to establish a link between the volumetric efficiency and the pressure spectrum of the manifold. It appears that the pressure spectrum depends on the excitation amplitude (air mass floss or fluid velocity). As a consequence, it is interesting toestablishadirectlinkbetweenthepressureandthevelocitybya simple model without a pipe meshing which gives the possibility to realize a real time calculation which takes into account of the pressure waves phenomenon.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำในงานยานยนต์ legislations การป้องกันสิ่งแวดล้อมจำกัดการปล่อยสารมลพิษเช่นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ผล มันเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อลดปริมาณการใช้เครื่องยนต์ และ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้ สำหรับเครื่องยนต์จุดระเบิดประกาย ส่วนผสมอากาศน้ำมันมีลักษณะ โดยอัตรา stoechiometric อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบบางอย่าง (เช่นวาล์ว ปั๊ม...) ของเครื่องยนต์สันดาปภายในสร้างคลื่นความดัน ที่เผยแพร่เป็นทางเข้าของท่อไอเสีย manifolds [1-3] ผล ประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์และ volumetric efficiency สามารถได้รับผลกระทบจากปรากฏการณ์นี้ [4-7] นอกจากนี้ การเผาไหม้สามารถแตกต่างกันในแต่ละถัง flow มวลอากาศจะมีผลต่อปรากฏการณ์ unsteady flow มันจะ necessarytodevelopcomputationaltoolscapableoftakingintoaccount ชนิดนี้ปรากฏการณ์ และเชื่อมโยงกับรหัสการจำลองเครื่องยนต์สันดาปภายใน [1,8,9] สามารถศึกษา โดยวิธี one-dimensional manifolds ทางเข้าของและไอเสีย โดยการแก้สมการของออยเลอร์ [8,9] สมการแก๊ส dynamics flows จะได้รับโดย: สมการความต่อเนื่อง การ momentumequation และ energyequation [10] สามารถเขียนสมการเหล่านี้ในแบบฟอร์มต่อไปนี้: @W @t þ @FðWÞ @x ¼B ð1Þเวกเตอร์ W, F และ B defined โดย:W ¼qS quS qðeþ1 2u2ÞS2 6 43 7 5 ð2ÞFðWÞ¼quS ðpþqu2ÞS ðeþ1 2u2 þpq 1ÞquS2 6 43 7 5 ð3ÞB¼0pdS dx qG qqeS2 6 43 7 5 ð4Þ เพื่อแก้สมการเหล่านี้แบบไดนามิกแก๊ส แบบตัวเลขที่จำเป็น ประวัติ เทคนิค first ที่ใช้ถูกวิธีการลักษณะ [1] มันจะขึ้นอยู่กับความสามารถในการเปลี่ยนชุดของสมการอนุพันธ์บางส่วนเงื่อนไขในชุดของสมการเงื่อนไขแบบเต็ม อย่างไรก็ตาม วิธีนี้คือไม่ใช่อนุรักษนิยม เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของคอมพิวเตอร์ให้สามารถใช้แผนงาน finite ความแตกต่างกับความแม่นยำสั่งสอง [11] และเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่ลดลง (TVD) flux พร้อมลิมิตเตอร์อัลกอริทึม [12] สำหรับปัญหาชนิดนี้ ปรากฏร่าง Harten – สนามบิน – Leer จะ ดีสุด [2] อ่าว (หรือมีไอเสีย) มากมายประกอบด้วยท่อ ปริมาณ หรือส่วนประกอบของ specific และ difficulty ยังคงอยู่ใน defining เงื่อนไขขอบเขตของท่อ ในวัตถุประสงค์นี้ ตั้งค่าการทดลอง [13] หรือ CFD รหัสจะใช้ [14-16] วัตถุประสงค์คือเพื่อ วิเคราะห์flow fluid รอบขอบเขตเหล่านี้เพื่ออธิบาย one-dimensional ระบบให้เสร็จสมบูรณ์ สุดท้าย รหัสการจำลองเครื่องยนต์สันดาปภายในสามารถใช้ในใบสั่ง define พฤติกรรมเครื่องยนต์ การเปรียบเทียบระหว่างผลการทดลองและตัวเลขแสดงข้อตกลงดี [15] เวลาคำนวณต้องใช้รหัส one-dimensional คือยอมรับวันนี้ เพื่อกำหนดพฤติกรรมเครื่องยนต์ หรือปรับปรุงองค์ประกอบของเครื่องยนต์ [17] อย่างไรก็ตาม การจำลองเวลายาวมากเนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนของทางเข้าของ และท่อไอเสียระบบเพื่อให้ทราบถึงการจำลองเวลาจริง เพื่อลดจำนวนของสมการ วิธีอะคูสติกสามารถเป็นเจ้าของ [10,18]: fluid จะถือเป็นไม่ข้น isentropic และถือเป็นแหล่งขนาดเล็กเท่าตัวแปรอุณหพลศาสตร์ กับสมมติฐานบรรณานุกรม สมการหนึ่งสมการอธิบายวิวัฒนาการ fluid ในองค์ประกอบท่อ อย่างไรก็ตาม จำนวนสมการยังคงสำคัญ (ขึ้นอยู่กับ refinement ตาข่าย) และผล เวลาคำนวณได้สูงเกินไป ยังสามารถได้รับการวิเคราะห์ของ efficiency volumetric ของเครื่องยนต์สันดาปภายใน โดยวิธีการวิเคราะห์ความถี่ เพื่อให้ได้สเปกตรัมความถี่ของระบบท่อ ทดลองเทคนิคต่าง ๆ ได้รับการพัฒนาขึ้น [19-22] วัตถุประสงค์คือเพื่อ สร้างการเชื่อมโยงระหว่าง volumetric efficiency และสเปกตรัมความดันของมากมายแล้ว ปรากฏว่า คลื่นความดันขึ้นอยู่กับคลื่นในการกระตุ้น (มวลอากาศ floss หรือ fluid ความเร็ว) ผล เป็นรุ่นอย่าง toestablishadirectlinkbetweenthepressureandthevelocitybya ที่น่าสนใจ โดยท่อ meshing ซึ่งช่วยให้สามารถทราบการคำนวณเวลาจริงซึ่งจะพิจารณาปรากฏการณ์คลื่นความดัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1. บทนำ
ในการใช้งานยานยนต์กฎหมายในวงเงินคุ้มครองสิ่งแวดล้อมการปล่อยมลพิษเช่นเดียวกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นผลให้มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะลดการใช้เครื่องยนต์และเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเผาไหม้ สำหรับเครื่องยนต์ที่จุดระเบิดจุดประกายผสมเครื่องเบนซินที่โดดเด่นด้วยอัตราส่วน stoechiometric แต่บางส่วน (เช่นวาล์ว, คอมเพรสเซอร์ ... ) ของเครื่องยนต์สันดาปภายในสร้างคลื่นความดันที่จะแพร่กระจายเข้าสู่เข้าและท่อไอเสีย [1-3] เป็นผลให้ประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์และประสิทธิภาพในสาย EF ปริมาตรสามารถรับผลกระทบจากปรากฏการณ์นี้ [4-7] นอกจากนี้กระบวนการเผาไหม้สามารถแตกต่างกันในแต่ละถังถ้ามวลอากาศ fl โอ๊ยรับผลกระทบจากปรากฏการณ์ชั้นโอ๊ยไม่มั่นคง มันถูกแล้ว necessarytodevelopcomputationaltoolscapableoftakingintoaccount ชนิดของปรากฏการณ์นี้และจะเชื่อมโยงพวกเขาที่จะจำลองรหัสเครื่องยนต์สันดาปภายใน [1,8,9] manifolds เข้าและไอเสียสามารถศึกษาโดยวิธีการหนึ่งมิติโดยการแก้สมการออยเลอร์ [8,9] การเปลี่ยนแปลงก๊าซชั้นสมกระแสจะได้รับโดย: สมการความต่อเนื่อง, momentumequation และ energyequation [10] สมการเหล่านี้สามารถเขียนในรูปแบบต่อไปนี้: @W @t þ @ FðWÞ @x ¼Bð1Þ
ที่เวกเตอร์ W, F, และ B เป็นนิยามโดย:
W ¼
QS Qus qðeþ12u2ÞS
2 6 4
3 5 7 ð2Þ
FðWÞ¼
Qus ðpþqu2ÞS ðeþ1 2u2 þpq? 1ÞquS
2 6 4
3 5 7 ð3Þ
B¼
0
PDS DX? QG qqeS
2 6 4
3 5 7 ð4Þเพื่อแก้สมการแบบไดนามิกก๊าซเหล่านี้เป็นโครงการที่จำเป็นต้องมีตัวเลข ประวัติศาสตร์สายเทคนิคแรกที่ใช้เป็นวิธีการลักษณะ [1] มันขึ้นอยู่กับความเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนชุดของสมการอนุพันธ์ที่มีเงื่อนไขบางส่วนเป็นชุดของสมกับคำอนุพันธ์เต็มรูปแบบ แต่วิธีนี้ไม่เป็นอนุรักษ์นิยม ผลการดำเนินงานที่เพิ่มขึ้นของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่จะช่วยให้ความเป็นไปได้ที่จะใช้รูปแบบที่แตกต่างกันไฟกลางคืนที่มีความแม่นยำในลำดับที่สอง [11] และการเปลี่ยนแปลงรวมลดลง (TVD) UX ชั้นขั้นตอนวิธีการ จำกัด [12] สำหรับชนิดของปัญหานี้ Harten- โครงการ Lax-Leer ดูเหมือนจะเป็นสิ่งที่ดีที่สุด [2] ขาเข้า (หรือไอเสีย) มากมายประกอบด้วยท่อปริมาณหรือส่วนประกอบคไฟ speci และ culty แตกไฟยังคงอยู่ในหนิงเดอไฟเงื่อนไขขอบเขตของท่อ ในวัตถุประสงค์นี้ทดลองติดตั้ง [13] หรือรหัส CFD จะใช้ [14-16] โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์
uid ชั้นชั้นโอ๊ยรอบขอบเขตเหล่านี้เพื่อให้สมบูรณ์คำอธิบายหนึ่งมิติของระบบ สุดท้ายเครื่องยนต์สันดาปภายในรหัสจำลองสามารถนำมาใช้ในการสั่งซื้อไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือสายพฤติกรรมเครื่องยนต์ การเปรียบเทียบระหว่างผลการทดลองและคนที่แสดงให้เห็นถึงข้อตกลงที่เป็นตัวเลขที่ดี [15] การคำนวณเวลาที่กำหนดไว้ในรหัสหนึ่งมิติที่เป็นที่ยอมรับในวันนี้เพื่อที่จะตรวจสอบพฤติกรรมของเครื่องยนต์หรือองค์ประกอบที่จะเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ [17] แต่ครั้งจำลองมีความยาวมากเนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนของการไหลเข้าและระบบไอเสียเพื่อให้ตระหนักถึงการจำลองเวลาจริง เพื่อที่จะลดจำนวนของสมการวิธีอะคูสติกสามารถทำงาน [10,18]: uid ชั้นจะถือเป็นที่ไม่หนืด isentropic และระเบิดเล็ก ๆ เท่านั้นของตัวแปรอุณหพลศาสตร์ได้รับการพิจารณา ด้วยสมมติฐานวิทยานิพนธ์สมเดียวอธิบายวิวัฒนาการ uid ชั้นในองค์ประกอบท่อ อย่างไรก็ตามจำนวนของสมการที่ยังคงมีความสำคัญ (มันขึ้นอยู่กับตาข่ายอีกครั้งไฟ nement) และเป็นผลให้เวลาการคำนวณที่สูงเกินไป การวิเคราะห์ประสิทธิภาพในสาย EF ปริมาตรของเครื่องยนต์สันดาปภายในยังสามารถได้รับโดยวิธีการของการวิเคราะห์ความถี่ เพื่อให้ได้คลื่นความถี่ของระบบท่อ, เทคนิคการทดลองที่แตกต่างกันได้รับการพัฒนา [19-22] มีวัตถุประสงค์ที่แล้วสร้างการเชื่อมโยงระหว่างประสิทธิภาพในสาย EF ปริมาตรและความดันของคลื่นความถี่ต่าง ๆ นานา ปรากฏว่าคลื่นความถี่ที่ความดันจะขึ้นอยู่กับความกว้างกระตุ้น (มวลอากาศ OSS ชั้นหรือชั้นความเร็ว uid) เป็นผลให้เป็นที่น่าสนใจ toestablishadirectlinkbetweenthepressureandthevelocitybya แบบง่ายๆโดยไม่ต้องสอดคล้องท่อซึ่งจะช่วยให้ความเป็นไปได้ที่จะตระหนักถึงการคำนวณเวลาจริงซึ่งจะนำเข้าบัญชีของความดันปรากฏการณ์คลื่น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 . บทนำ
ในงานยานยนต์ วงเงินคุ้มครองสิ่งแวดล้อมกฎหมายในการปล่อยมลพิษ รวมทั้งคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นผลให้มันเป็นสิ่งสำคัญเพื่อลดการบริโภคและการเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องยนต์กระบวนการเผาไหม้ สำหรับเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยประกายไฟ , อากาศและน้ำมันผสมมีลักษณะตามอัตราส่วน stoechiometric . แต่บางส่วน ( เช่นวาล์ว , ปั๊มลม . . . . . . .) ของเครื่องยนต์สันดาปภายในสร้างคลื่นความกดดันที่แพร่กระจายในท่อท่อไอเสีย manifolds [ 1 - 1 ] ผลที่ตามมา , สมรรถนะของเครื่องยนต์และอัตราประสิทธิภาพสามารถ EF จึงได้รับผลกระทบจากปรากฏการณ์นี้ [ 4 – 7 ] นอกจากนี้ กระบวนการเผาไหม้สามารถแตกต่างกันในแต่ละสูบ ถ้าอากาศflโอ๊ยโอ๊ยไม่มั่นคงflได้รับผลกระทบจากปรากฏการณ์มันก็ necessarytodevelopcomputationaltoolscapableoftakingintoaccount ชนิดของปรากฏการณ์และเชื่อมโยงกับเครื่องยนต์สันดาปภายในจำลองรหัส [ 1,8,9 ] ท่อท่อไอเสีย manifolds สามารถศึกษาโดยวิธีการแบบมิติเดียว โดยการแก้สมการออยเลอร์ 8,9 [ ] ใช้แก๊สfl ows ได้โดยสมการความต่อเนื่องสมการ momentumequation : , ,และ energyequation [ 10 ] สมการเหล่านี้จะถูกเขียนในรูปแบบต่อไปนี้ : @ w @ t þ @ F ð W Þ @ x ¼ B ð 1 Þ
ที่เวกเตอร์ W , F และ B de จึงเน็ดโดย :
w
( Q ¼อุบัติð E þ 1 2u2 Þ s
2
3 7 6 4 5 ð 2 Þ
w
F ðÞ¼อุบัติð P þ qu2 Þ S ð E þ 1 2u2 þ PQ  1 Þอุบัติ
2
3 6 4 7 5 ð 3 Þ
B
0
¼ PDS DX  qg qqes
2
3 6 4 7 5 ð 4 Þเพื่อ แก้สมการเหล่านี้แก๊สแบบไดนามิก , รูปแบบตัวเลขที่ถูกต้อง ในอดีตจึงเป็นวิธีการแรกใช้เทคนิคลักษณะ [ 1 ] มันขึ้นอยู่กับความเป็นไปได้ในการแปลงชุดของสมการอนุพันธ์ย่อยด้วยเงื่อนไขในชุดของสมการอนุพันธ์ที่มีเงื่อนไขที่เต็ม แต่วิธีนี้ไม่หัวโบราณการเพิ่มประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ให้ความเป็นไปได้ที่จะใช้จึงต่างกัน ไนท์ แบบมีความแม่นยำ [ 11 ] และคำสั่งการเปลี่ยนแปลงลดลง ( tvd ) fl ux Limiter ขั้นตอนวิธี [ 12 ] สำหรับประเภทของปัญหานี้ , harten –สนามบิน–ท้ายโครงการดูเหมือนจะดีที่สุด [ 2 ] มีท่อ ( หรือดูด ) ท่อประกอบท่อปริมาณหรือกาจึง C ส่วนประกอบและ DIF จึงยังคงอยู่ใน เดอ จึง culty หนิงขอบเขตเงื่อนไขของท่อ วัตถุประสงค์ในการติดตั้ง ทดลอง [ 13 ] หรือ CFD รหัสจะใช้ [ 14 – 16 ] มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์
fl uid flโอ๊ยรอบขอบเขตเหล่านี้เพื่อให้สมบูรณ์อธิบายมิติของระบบ ในที่สุดเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบรหัสสามารถใช้ในการ de จึงไม่เครื่องยนต์ พฤติกรรม การเปรียบเทียบระหว่างผลการทดลองและภาพเชิงตัวเลขแสดงดีข้อตกลง [ 15 ] ในการคำนวณเวลารหัสมิติเป็นที่ยอมรับในวันนี้เพื่อตรวจสอบเครื่องยนต์ พฤติกรรม หรือการปรับองค์ประกอบของเครื่องยนต์ [ 17 ] อย่างไรก็ตามเวลาจำลองจะยาวมากเนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนของขาเข้าและระบบไอเสียเพื่อทราบเวลาจริงจำลอง เพื่อที่จะลดจำนวนของสมการด้วยวิธีอะคูสติกสามารถใช้ [ 10,18 ] : fl uid ถือว่าไม่ข้น ไอเซนโทรปิก และเล็กเท่านั้น การรบกวนของอุณหพลศาสตร์ตัวแปรจะพิจารณา กับสมมติฐานวิทยานิพนธ์สมการเดียวอธิบายวิวัฒนาการในท่อไอดีflองค์ประกอบ อย่างไรก็ตาม หมายเลขของสมการยังคงสำคัญมันขึ้นอยู่กับตาข่ายอีกครั้งจึง nement ) และเป็นผลให้เวลาที่ใช้ในการคำนวณสูงจนเกินไป การวิเคราะห์เชิงปริมาตรของ EF จึงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายในยังสามารถได้รับโดยวิธีการของการวิเคราะห์ความถี่เพื่อให้ได้ความถี่สเปกตรัมของท่อระบบ เทคนิคการทดลองต่าง ๆได้รับการพัฒนา [ 19 – 22 ] โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างการเชื่อมโยงระหว่างปริมาตรและความดัน EF จึงประสิทธิภาพสเปกตรัมของมากมาย ปรากฏว่าความดันสเปกตรัมขึ้นอยู่กับแอมพลิจูด ( กระตุ้นมวลอากาศfl OSS หรือflความเร็วอี๊ด ) อย่างไรก็ดีมันน่าสนใจ toestablishadirectlinkbetweenthepressureandthevelocitybya อย่างง่ายๆโดยไม่ต้องท่อเครือข่ายซึ่งจะช่วยให้ตระหนักถึงความเป็นไปได้จริง คำนวณเวลาที่ใช้ในบัญชีของคลื่นความดัน
ปรากฏการณ์