- ข้อความ
- ประวัติศาสตร์
1. IntroductionApproximately 20–40%
1. Introduction
Approximately 20–40% of the total provided energy after combustion is lost in the exhaust gasses [1,2]. However, the residual energy content of the exhaust gasses can be split into two parts, thermal energy and pressure energy. The exhaust gasses in the cylinder after combustion are hot and the gasses contain therefore potential usable energy, which can be extracted in a further process [3]. Thus, turbocharger are often used to expand in part the heat and the pressure potential [4], in order to increase the specific engine efficiency. The exhaust stroke of a four stroke engine can be divided into two main periods, the blow-down and the scavenging pulse. The pressure difference between the in-cylinder pressure and the pressure in the exhaust tract forces the exhaust gas expulsion at the
early stage, which is referred as the blow-down phase. When the valves start to open, only a small slid between the valve head and the valve seat represents the discharge passage. Nevertheless, during the blow-down phase, the mass flow rate is high and decreases rapidly with the pressure dropping in the cylinder pod. Thereafter, when the pressure difference between the cylinder chamber and the exhaust manifold is balanced, the scavenging phase takes place, in which the piston cleans out the rest of the residual gas by its motion towards the top dead center. During this phase, the mass flow rate is lower than during the blow-down phase. However, the response of the mass flow rate during the scavenging phase depends highly on the pressure conditions downstream in the collecting manifold, the possible interactions with other cylinders over the manifold, and the back-pressure provoked by the turbocharger. The turbine of the turbocharger extractsflow energy and generatestherebyaresistancetotheflowdownstreamoftheexhaustport. Theflowresistanceinducesaback-pressure,which complicates the
gasexpulsionfromthecylindersincethisresultsinadditionalwork demanded from the piston. In order to reduce the back-pressure effect of the turbocharger, several approaches can be employed. A wastegatetobypasstheturbochargerduringthescavengingphase canbeusedtoreducetheback-pressure.Withvariablevalveactuation and divided exhaust periods two separated exhaust ports are used for the blow-down phase and the scavenging phase, where thevalvesareactuatedatdifferenttimes[5].Variablevalvetiming, i.e.regulatingadaptivelythevalveopeningtime,the openingduration,andthevalvelift,iscrucialfortheengineperformance[6]and canbeusedtoreducethefuelconsumptionoftheinternalcombustion engine [7]. However, the alteration of the valve timing influences the emission production. Simulating the entire process of an internal combustion engine with all degrees of freedom is computationally unaffordable. Therefore, fast simplified models areutilizedfortheinitialdesignprocessoftheinternalcombustion engine[8].However,thephysicsandthebehavioroftheenginemust be represented by the model. An oversimplified model may not represent the real engine any more. The inflow conditions into the turbocharger turbine can crucially effect its performance [9]. Usually, the valve timing and the valve opening-speed is studied and optimized by one-dimensional simulations, where the quality of the flow field and therefore the inflow conditions into the turbochargerturbine arenot accountedfor. Inone-dimensionalmodelingofthe internalcombustionengine process, tables, databases, and operation maps are used to describe the performance behavior of the individual constituents, such as the piping system, constrictions, or bends [10,11]. The tables or databases are based on empirical formulas with experimentally evaluated coefficients. For the exhaust port, the discharge coefficient is evaluated and employed in the one-dimensional engine analysis to evaluate the total pressure drop [12]. A so-called flow bench experiment is performed, where the exhaust port discharge coefficient is evaluated at fixed valve lifts and constant specified total pressure drops. These experiments are usually performed on the real cylinder head at room temperatures. Hence, the flow streaming through the port is cold in contrast to a real engine case [13]. The discharge coefficient of sharp edged flow constrictions was evaluated experimentally [14], with the conclusion that the steady discharge coefficients are generally lower than those under unsteady flow conditions. The effect of pulsating flow on the exhaust port flow coefficients has been investigated numerically for different geometries regarding the blow down pulse and room temperatures [15]. It was found that the maximum difference in the flow coefficient was at most a 6% increase or a 7% decrease. The averaged flow coefficient over several valve lifts varied between 0:5% and 2:5% for the different geometries, which resembles a low impact on the total engine performance. Therefore, Bohac and Landfahrer [15] conclude that flow bench measurements at constant valve lift with constant mass flow rate are adequate. Continuous ordinary differential equations can be used in onedimensional simulation codes for more accurate modeling of engine components [16] or power plants [17]. The transfer functions for a given geometry can be obtained by impulse excitation to determine the characteristics of an engine transmission component. An experimental approach relating the mass flow rate with thedynamicpressurefluctuationscanbeusedtoabstractanordinary differential equation model for an engine part [18]. A flow based model can be obtained reducing the Navier–Stokes equations via Galerkin projection onto representative flow modes [19]. Thus, the original governing system of partial differential equations is replaced by a set of ordinary differential equations, which are computationally inexpensive to compute. The Proper Orthogonal Decomposition (POD) method decomposes the flow field into a series of modes, where the modes are constructed such
that the least number of modes is needed to reproduce the kinetic energy of the flow field [20]. The POD modes are also used to characterize the flow [21] and identify coherent structures with large energy contend. Also Fourier mode decomposition or dynamic mode decomposition have been used for constructing reduced order models [22], where certain frequencies are important [23]. The experimental assessment of the flow field in a complex, confined geometry, such as the exhaust port, is a challenging task [24]. However, experimental flow visualizations of the flow field development inside complex geometries, such as a closed cylinder with moving piston and combustion, have been performed [25]. Further, experimental flow visualization in an exhaust port can be performed with a considerable effort and assumptions [26], such as fixed valve lifts. Nevertheless, numerical computations of the flow in a complex geometry with non-moving boundaries can be easily performed. The computational effort of a numerical simulation depends on the complexity, amount of modeling and flow scales considered. A time-averaged simulation approach, such as steady state Reynolds Averaged Navier–Stokes (RANS) simulations, can be achieved with a rather low computational afford. However, the required time resolution of the flow phenomena for POD is not computed. To resolve all flow scales, i.e. Direct Numerical Simulation (DNS), is computationally expensive and the present purpose does not justify this the excessive usage of resources. With a reasonably resolved LES simulation, a substantial proportion of the inertial subrange in the turbulence spectra is resolved and only the smallest flow scales are modeled. The smallest flow scales dissipate the flow energy to heat and this behavior is of universal character, independent of the geometry. Generally, large energetic turbulent structures imply a substantial proportion of turbulent dissipation [27]. Hence, the LES approach reassembles a suitable trade between accuracy, reliability, and effort, which has beensuccessfully appliedto optimizetheportgeometryofinternal combustion engines [28]. Many numerical investigations analyze the flowinthe intakeportand theconsequencesonthe in-cylinder flow. Additionally, the flow in the ports of an internal combustion engine with pulsating boundary conditions has been simulated, e.g.[28].However,themoststudiesemphasizeonthecomputation models, performance parameter, or optimization of the geometry ratherthan givinginsight into the generated flow structures occurring in the exhaust port. This analysis is part of a larger investigation study treating the gas exchange process in an internal combustion engine. Within this paper the importance of dynamic boundary conditions on the flow generated losses in a realistic exhaust port of an internal combustion engine is investigated numerically. The three-dimensional compressible Navier–Stokes equations are simulated using an LES approach. A comparison of two cases, i.e. using constant inflow and outflow boundary conditions, and using engine cycle dependent inflow boundary conditions, at a constant valve lift are performed. These assumptions allow to isolate the effects caused due to flow pulsation. Therefore, the focus of contrasting the cases is held on the quantities, which are characteristic for the flow induced losses, as e.g. turbulent dissipation and friction losses. The change of the coherent flow structures are analyzed using the POD method.
Approximately 20–40% of the total provided energy after combustion is lost in the exhaust gasses [1,2]. However, the residual energy content of the exhaust gasses can be split into two parts, thermal energy and pressure energy. The exhaust gasses in the cylinder after combustion are hot and the gasses contain therefore potential usable energy, which can be extracted in a further process [3]. Thus, turbocharger are often used to expand in part the heat and the pressure potential [4], in order to increase the specific engine efficiency. The exhaust stroke of a four stroke engine can be divided into two main periods, the blow-down and the scavenging pulse. The pressure difference between the in-cylinder pressure and the pressure in the exhaust tract forces the exhaust gas expulsion at the
early stage, which is referred as the blow-down phase. When the valves start to open, only a small slid between the valve head and the valve seat represents the discharge passage. Nevertheless, during the blow-down phase, the mass flow rate is high and decreases rapidly with the pressure dropping in the cylinder pod. Thereafter, when the pressure difference between the cylinder chamber and the exhaust manifold is balanced, the scavenging phase takes place, in which the piston cleans out the rest of the residual gas by its motion towards the top dead center. During this phase, the mass flow rate is lower than during the blow-down phase. However, the response of the mass flow rate during the scavenging phase depends highly on the pressure conditions downstream in the collecting manifold, the possible interactions with other cylinders over the manifold, and the back-pressure provoked by the turbocharger. The turbine of the turbocharger extractsflow energy and generatestherebyaresistancetotheflowdownstreamoftheexhaustport. Theflowresistanceinducesaback-pressure,which complicates the
gasexpulsionfromthecylindersincethisresultsinadditionalwork demanded from the piston. In order to reduce the back-pressure effect of the turbocharger, several approaches can be employed. A wastegatetobypasstheturbochargerduringthescavengingphase canbeusedtoreducetheback-pressure.Withvariablevalveactuation and divided exhaust periods two separated exhaust ports are used for the blow-down phase and the scavenging phase, where thevalvesareactuatedatdifferenttimes[5].Variablevalvetiming, i.e.regulatingadaptivelythevalveopeningtime,the openingduration,andthevalvelift,iscrucialfortheengineperformance[6]and canbeusedtoreducethefuelconsumptionoftheinternalcombustion engine [7]. However, the alteration of the valve timing influences the emission production. Simulating the entire process of an internal combustion engine with all degrees of freedom is computationally unaffordable. Therefore, fast simplified models areutilizedfortheinitialdesignprocessoftheinternalcombustion engine[8].However,thephysicsandthebehavioroftheenginemust be represented by the model. An oversimplified model may not represent the real engine any more. The inflow conditions into the turbocharger turbine can crucially effect its performance [9]. Usually, the valve timing and the valve opening-speed is studied and optimized by one-dimensional simulations, where the quality of the flow field and therefore the inflow conditions into the turbochargerturbine arenot accountedfor. Inone-dimensionalmodelingofthe internalcombustionengine process, tables, databases, and operation maps are used to describe the performance behavior of the individual constituents, such as the piping system, constrictions, or bends [10,11]. The tables or databases are based on empirical formulas with experimentally evaluated coefficients. For the exhaust port, the discharge coefficient is evaluated and employed in the one-dimensional engine analysis to evaluate the total pressure drop [12]. A so-called flow bench experiment is performed, where the exhaust port discharge coefficient is evaluated at fixed valve lifts and constant specified total pressure drops. These experiments are usually performed on the real cylinder head at room temperatures. Hence, the flow streaming through the port is cold in contrast to a real engine case [13]. The discharge coefficient of sharp edged flow constrictions was evaluated experimentally [14], with the conclusion that the steady discharge coefficients are generally lower than those under unsteady flow conditions. The effect of pulsating flow on the exhaust port flow coefficients has been investigated numerically for different geometries regarding the blow down pulse and room temperatures [15]. It was found that the maximum difference in the flow coefficient was at most a 6% increase or a 7% decrease. The averaged flow coefficient over several valve lifts varied between 0:5% and 2:5% for the different geometries, which resembles a low impact on the total engine performance. Therefore, Bohac and Landfahrer [15] conclude that flow bench measurements at constant valve lift with constant mass flow rate are adequate. Continuous ordinary differential equations can be used in onedimensional simulation codes for more accurate modeling of engine components [16] or power plants [17]. The transfer functions for a given geometry can be obtained by impulse excitation to determine the characteristics of an engine transmission component. An experimental approach relating the mass flow rate with thedynamicpressurefluctuationscanbeusedtoabstractanordinary differential equation model for an engine part [18]. A flow based model can be obtained reducing the Navier–Stokes equations via Galerkin projection onto representative flow modes [19]. Thus, the original governing system of partial differential equations is replaced by a set of ordinary differential equations, which are computationally inexpensive to compute. The Proper Orthogonal Decomposition (POD) method decomposes the flow field into a series of modes, where the modes are constructed such
that the least number of modes is needed to reproduce the kinetic energy of the flow field [20]. The POD modes are also used to characterize the flow [21] and identify coherent structures with large energy contend. Also Fourier mode decomposition or dynamic mode decomposition have been used for constructing reduced order models [22], where certain frequencies are important [23]. The experimental assessment of the flow field in a complex, confined geometry, such as the exhaust port, is a challenging task [24]. However, experimental flow visualizations of the flow field development inside complex geometries, such as a closed cylinder with moving piston and combustion, have been performed [25]. Further, experimental flow visualization in an exhaust port can be performed with a considerable effort and assumptions [26], such as fixed valve lifts. Nevertheless, numerical computations of the flow in a complex geometry with non-moving boundaries can be easily performed. The computational effort of a numerical simulation depends on the complexity, amount of modeling and flow scales considered. A time-averaged simulation approach, such as steady state Reynolds Averaged Navier–Stokes (RANS) simulations, can be achieved with a rather low computational afford. However, the required time resolution of the flow phenomena for POD is not computed. To resolve all flow scales, i.e. Direct Numerical Simulation (DNS), is computationally expensive and the present purpose does not justify this the excessive usage of resources. With a reasonably resolved LES simulation, a substantial proportion of the inertial subrange in the turbulence spectra is resolved and only the smallest flow scales are modeled. The smallest flow scales dissipate the flow energy to heat and this behavior is of universal character, independent of the geometry. Generally, large energetic turbulent structures imply a substantial proportion of turbulent dissipation [27]. Hence, the LES approach reassembles a suitable trade between accuracy, reliability, and effort, which has beensuccessfully appliedto optimizetheportgeometryofinternal combustion engines [28]. Many numerical investigations analyze the flowinthe intakeportand theconsequencesonthe in-cylinder flow. Additionally, the flow in the ports of an internal combustion engine with pulsating boundary conditions has been simulated, e.g.[28].However,themoststudiesemphasizeonthecomputation models, performance parameter, or optimization of the geometry ratherthan givinginsight into the generated flow structures occurring in the exhaust port. This analysis is part of a larger investigation study treating the gas exchange process in an internal combustion engine. Within this paper the importance of dynamic boundary conditions on the flow generated losses in a realistic exhaust port of an internal combustion engine is investigated numerically. The three-dimensional compressible Navier–Stokes equations are simulated using an LES approach. A comparison of two cases, i.e. using constant inflow and outflow boundary conditions, and using engine cycle dependent inflow boundary conditions, at a constant valve lift are performed. These assumptions allow to isolate the effects caused due to flow pulsation. Therefore, the focus of contrasting the cases is held on the quantities, which are characteristic for the flow induced losses, as e.g. turbulent dissipation and friction losses. The change of the coherent flow structures are analyzed using the POD method.
0/5000
1. บทนำประมาณ 20 – 40% ของผลรวมที่ให้พลังงานจากการเผาไหม้จะหายไปใน gasses ไอเสีย [1, 2] อย่างไรก็ตาม เนื้อหาพลังงานส่วนที่เหลือของ gasses ไอสามารถแบ่งเป็นสองส่วน พลังงานความร้อน และพลังงานความดัน Gasses ไอเสียในกระบอกหลังจากเผาไหม้ร้อนและ gasses ประกอบด้วยดังนั้นอาจใช้พลังงาน ซึ่งสามารถแยกกระบวนการต่อไป [3] ดังนั้น เทอร์โบมักใช้เพื่อขยายในส่วนความร้อนและความดันอาจเกิดขึ้น [4], เพื่อเพิ่ม efficiency เครื่องยนต์ specific จังหวะไอเสียของเครื่องยนต์สี่จังหวะสามารถแบ่งออกเป็นสองรอบระยะเวลาที่หลัก ลงเป่า และชีพจร scavenging ผลต่างความดันระหว่างความดันในลูกสูบและความดันในระบบทางเดินไอเสียขับก๊าซไอเสียที่บังคับการระยะแรก ๆ ซึ่งอ้างอิงเป็นระยะระเบิดลง เมื่อวาล์วเริ่มเปิด ขนาดเล็กฝ่อระหว่างหัววาล์ว และวาล์วนั่งแสดงกาลปล่อย อย่างไรก็ตาม ระยะเป่าลง อัตรามวล flow สูง และลดลงอย่างรวดเร็ว ด้วยความดันที่ปล่อยในฝักรูปทรงกระบอก หลังจากนั้น เมื่อความสมดุลความแตกต่างความดันระหว่างหอถังและอเนกไอเสีย ระยะ scavenging เกิด ซึ่งลูกสูบทำความสะอาดส่วนเหลือของก๊าซส่วนที่เหลือ โดยการเคลื่อนไหวไปยังศูนย์ตายบน ในระหว่างขั้นตอนนี้ อัตรา flow โดยรวมได้ต่ำกว่าระยะระเบิดลง อย่างไรก็ตาม การตอบสนองของอัตรามวล flow ระยะ scavenging นั้นสูงความดันสภาพน้ำในการเก็บรวบรวมช่องทางเข้าออก การโต้ตอบได้กับภาชนะบรรจุอื่น ๆ มากมาย และดันกลับ provoked โดยเทอร์โบ กังหันเทอร์โบ extractsflow พลังงานและ generatestherebyaresistancetotheflowdownstreamoftheexhaustport Theflowresistanceinducesaback-ความดัน ที่ complicates ในgasexpulsionfromthecylindersincethisresultsinadditionalwork ต้องจากลูกสูบ เพื่อลดผลดันกลับของเทอร์โบ สามารถทำงานหลายแนว การ wastegatetobypasstheturbochargerduringthescavengingphase canbeusedtoreducetheback ดัน ใช้สำหรับเป่าลงเฟสและเฟส scavenging, Withvariablevalveactuation และพอร์ตไอเสียแยกสองรอบไอเสียถูกแบ่งที่ thevalvesareactuatedatdifferenttimes [5] Variablevalvetiming, i.e.regulatingadaptivelythevalveopeningtime,the openingduration, andthevalvelift, iscrucialfortheengineperformance [6] และ canbeusedtoreducethefuelconsumptionoftheinternalcombustion เครื่องยนต์ [7] อย่างไรก็ตาม เปลี่ยน influences เวลาวาล์วผลิตมลพิษ การจำลองกระบวนการทั้งหมดของเครื่องยนต์สันดาปภายในกับทุกองศาความเป็นอิสระเป็น computationally ข้าวยากหมากแพง ดังนั้น อย่างรวดเร็ว simplified รุ่น areutilizedfortheinitialdesignprocessoftheinternalcombustion เครื่องยนต์ [8] อย่างไรก็ตาม thephysicsandthebehavioroftheenginemust แสดงตามแบบ แบบจำลอง oversimplified อาจไม่แสดงเครื่องยนต์จริงอีกด้วย เงื่อนไข inflow เป็นกังหันเทอร์โบยังสามารถมีผลประสิทธิภาพ [9] ปกติ เวลาวาล์วและวาล์วเปิดความเร็วในการศึกษา และเพิ่มประสิทธิภาพ โดยจำลอง one-dimensional เงื่อนไขที่คุณภาพ flow field และ inflow ที่เป็น turbochargerturbine arenot accountedfor Inone dimensionalmodelingofthe internalcombustionengine กระบวนการ ตาราง ฐานข้อมูล และการดำเนินการแผนที่จะใช้ในการอธิบายลักษณะการทำงานประสิทธิภาพของ constituents ละ เช่นระบบท่อ constrictions หรือจัดฟัน [10,11] ตารางหรือฐานข้อมูลอยู่บนสูตร empirical coefficients experimentally ค่า สำหรับพอร์ตไอเสีย coefficient จำหน่ายจะถูกประเมิน และทำงานในการวิเคราะห์เครื่องยนต์ one-dimensional ประเมินความดันรวมหล่น [12] ทดลองผู้พิพากษาเรียกว่า flow จะดำเนินการ ที่ coefficient จำหน่ายพอร์ตไอเสียจะถูกประเมินในลิฟท์ fixed วาล์ว และหยด specified คงความดันรวม ทดลองเหล่านี้มักจะดำเนินในรูปทรงกระบอก head จริงที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้น flow สตรีมมิ่งผ่านพอร์ตเป็นเย็นตรงข้ามกรณีเครื่องยนต์จริง [13] มีประเมิน coefficient ปล่อยของชาร์ป edged flow constrictions experimentally [14], กับข้อสรุปที่ coefficients ปล่อยมั่นคงโดยทั่วไปต่ำกว่าสภาวะ unsteady flow ผลของการขยับ flow coefficients flow พอร์ตไอเสียได้ถูกสอบสวนเรียงตามตัวเลขในรูปทรงเรขาคณิตที่แตกต่างกันเกี่ยวกับระเบิดชีพจรและอุณหภูมิห้อง [15] จะพบว่า ความแตกต่างสูงสุดใน flow coefficient ถูกที่สุด 6% เพิ่มขึ้นหรือลดลง 7% Coefficient flow เฉลี่ยกว่าลิฟท์วาล์วหลายแตกต่างกันระหว่าง 0:5%และ% 2:5 สำหรับรูปทรงเรขาคณิตที่แตกต่างกัน ซึ่งคล้ายกับผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์รวมต่ำ ดังนั้น Bohac และ Landfahrer [15] สรุป flow วัดม้าที่ยกวาล์วคงที่มีอัตราคงโดยรวม flow เพียงพอ สามารถใช้ในรหัสการจำลอง onedimensional สมการเชิงอนุพันธ์สามัญอย่างต่อเนื่องสำหรับโมเดลถูกต้องมากขึ้น [16] ส่วนประกอบของเครื่องยนต์หรือไฟฟ้า [17] ฟังก์ชันโอนย้ายสำหรับเรขาคณิตที่กำหนดให้ได้ตามกระแสในการกระตุ้นเพื่อกำหนดลักษณะของคอมโพเนนต์เกียร์เครื่องยนต์ วิธีทดลองที่เกี่ยวข้องอัตรามวล flow กับ thedynamicpressurefluctuationscanbeusedtoabstractanordinary รูปแบบสมการเชิงอนุพันธ์สำหรับหนึ่ง [18] สามารถรับแบบ flow ที่ใช้ลดสมการ Navier-สโตกส์ผ่านฉาย Galerkin flow ตัวแทนโหมด [19] ดังนั้น ระบบควบคุมเดิมของสมการเชิงอนุพันธ์บางส่วนจะถูกแทนที่ ด้วยชุดปกติสมการเชิงอนุพันธ์ ซึ่งมีราคาไม่แพง computationally จะคำนวณ เหมาะสม Orthogonal แยกส่วนประกอบ (POD) วิธี decomposes flow field ในชุดโหมด ซึ่งมีวิธีการสร้างดังกล่าวthat the least number of modes is needed to reproduce the kinetic energy of the flow field [20]. The POD modes are also used to characterize the flow [21] and identify coherent structures with large energy contend. Also Fourier mode decomposition or dynamic mode decomposition have been used for constructing reduced order models [22], where certain frequencies are important [23]. The experimental assessment of the flow field in a complex, confined geometry, such as the exhaust port, is a challenging task [24]. However, experimental flow visualizations of the flow field development inside complex geometries, such as a closed cylinder with moving piston and combustion, have been performed [25]. Further, experimental flow visualization in an exhaust port can be performed with a considerable effort and assumptions [26], such as fixed valve lifts. Nevertheless, numerical computations of the flow in a complex geometry with non-moving boundaries can be easily performed. The computational effort of a numerical simulation depends on the complexity, amount of modeling and flow scales considered. A time-averaged simulation approach, such as steady state Reynolds Averaged Navier–Stokes (RANS) simulations, can be achieved with a rather low computational afford. However, the required time resolution of the flow phenomena for POD is not computed. To resolve all flow scales, i.e. Direct Numerical Simulation (DNS), is computationally expensive and the present purpose does not justify this the excessive usage of resources. With a reasonably resolved LES simulation, a substantial proportion of the inertial subrange in the turbulence spectra is resolved and only the smallest flow scales are modeled. The smallest flow scales dissipate the flow energy to heat and this behavior is of universal character, independent of the geometry. Generally, large energetic turbulent structures imply a substantial proportion of turbulent dissipation [27]. Hence, the LES approach reassembles a suitable trade between accuracy, reliability, and effort, which has beensuccessfully appliedto optimizetheportgeometryofinternal combustion engines [28]. Many numerical investigations analyze the flowinthe intakeportand theconsequencesonthe in-cylinder flow. Additionally, the flow in the ports of an internal combustion engine with pulsating boundary conditions has been simulated, e.g.[28].However,themoststudiesemphasizeonthecomputation models, performance parameter, or optimization of the geometry ratherthan givinginsight into the generated flow structures occurring in the exhaust port. This analysis is part of a larger investigation study treating the gas exchange process in an internal combustion engine. Within this paper the importance of dynamic boundary conditions on the flow generated losses in a realistic exhaust port of an internal combustion engine is investigated numerically. The three-dimensional compressible Navier–Stokes equations are simulated using an LES approach. A comparison of two cases, i.e. using constant inflow and outflow boundary conditions, and using engine cycle dependent inflow boundary conditions, at a constant valve lift are performed. These assumptions allow to isolate the effects caused due to flow pulsation. Therefore, the focus of contrasting the cases is held on the quantities, which are characteristic for the flow induced losses, as e.g. turbulent dissipation and friction losses. The change of the coherent flow structures are analyzed using the POD method.
การแปล กรุณารอสักครู่..
1. บทนำ
ประมาณ 20-40% ของพลังงานให้รวมหลังการเผาไหม้จะหายไปในก๊าซไอเสีย [1,2] อย่างไรก็ตามปริมาณพลังงานที่เหลือของก๊าซไอเสียสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนพลังงานความร้อนและพลังงานความดัน ก๊าซไอเสียในกระบอกสูบหลังจากการเผาไหม้ที่มีความร้อนและก๊าซมีพลังงานใช้งานจึงมีศักยภาพที่สามารถสกัดได้ในขั้นตอนต่อไป [3] ดังนั้นเทอร์โบมักจะใช้ในการขยายในส่วนของความร้อนและความดันที่อาจเกิดขึ้น [4] ในการสั่งซื้อเพื่อเพิ่มสาย speci คเครื่องยนต์ประสิทธิภาพการไฟ จังหวะไอเสียของเครื่องยนต์สี่จังหวะสามารถแบ่งออกเป็นสองช่วงหลักระเบิดลงและชีพจรขับ ความแตกต่างระหว่างความดันความดันในกระบอกและความดันในระบบทางเดินไอเสียบังคับขับไล่ก๊าซไอเสียที่
ช่วงเริ่มต้นซึ่งเรียกว่าเป็นขั้นตอนที่ระเบิดลง เมื่อวาล์วเริ่มต้นที่จะเปิดเพียงขนาดเล็กลดลงระหว่างหัววาล์วและบ่าวาล์วหมายทางจำหน่าย อย่างไรก็ตามในระหว่างขั้นตอนระเบิดลงมวลชั้นโอ๊ยอัตราที่สูงและลดลงอย่างรวดเร็วด้วยการลดความดันในฝักทรงกระบอก หลังจากนั้นเมื่อความแตกต่างระหว่างความดันในห้องถังและท่อร่วมไอเสียจะมีความสมดุลเฟสขับจะเกิดขึ้นซึ่งในการทำความสะอาดลูกสูบออกจากส่วนที่เหลือของก๊าซที่เหลือจากการเคลื่อนไหวที่มีต่อศูนย์ตายบน ช่วงนี้มวลชั้นโอ๊ยอัตราที่ต่ำกว่าในช่วงระเบิดลง แต่การตอบสนองของมวลชั้นโอ๊ยอัตราระหว่างขั้นตอนการไล่ขึ้นสูงในสภาพความดันในท่อร่วมล่องเก็บ, การโต้ตอบที่เป็นไปได้กับถังอื่น ๆ มากมายและแรงดันย้อนกลับกระตุ้นโดยเทอร์โบชาร์จเจอร์ กังหันเทอร์โบชาร์จเจอร์ของสารสกัดจากพลังงานโอ๊ยชั้นและชั้น generatestherebyaresistancetothe owdownstreamoftheexhaustport ชั้น owresistanceinducesaback แรงดันซึ่งมีความซับซ้อน
gasexpulsionfromthecylindersincethisresultsinadditionalwork เรียกร้องจากลูกสูบ เพื่อลดผลกระทบที่เกิดแรงดันย้อนกลับของเทอร์โบชาร์จเจอร์ที่หลายวิธีที่สามารถได้รับการว่าจ้าง wastegatetobypasstheturbochargerduringthescavengingphase canbeusedtoreducetheback-pressure.Withvariablevalveactuation และแบ่งระยะเวลาไอเสียสองแยกพอร์ตไอเสียที่ใช้สำหรับขั้นตอนการระเบิดลงและขั้นตอนการไล่ที่ thevalvesareactuatedatdifferenttimes [5] .Variablevalvetiming, ieregulatingadaptivelythevalveopeningtime, openingduration, andthevalvelift, iscrucialfortheengineperformance [6] และเครื่องยนต์ canbeusedtoreducethefuelconsumptionoftheinternalcombustion [7] อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนแปลงของวาล์วในชั้น uences ผลิตปล่อยก๊าซเรือนกระจก จำลองกระบวนการทั้งหมดของเครื่องยนต์สันดาปภายในกับทุกองศาของเสรีภาพเป็น unaffordable คอมพิวเตอร์ ดังนั้นรวดเร็ว simpli รุ่นเอ็ดสาย areutilizedfortheinitialdesignprocessoftheinternalcombustion เครื่องยนต์ [8] อย่างไรก็ตาม thephysicsandthebehavioroftheenginemust ถูกแทนด้วยรูปแบบ oversimpli รูปแบบเอ็ดไฟอาจได้เป็นตัวแทนที่แท้จริงของเครื่องยนต์ใด ๆ เพิ่มเติม ในสภาพโอ๊ยชั้นเข้ากังหันเทอร์โบขับเคลื่อนสามารถมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน [9] โดยปกติวาล์วและวาล์วเปิดความเร็วมีการศึกษาและเพิ่มประสิทธิภาพโดยการจำลองหนึ่งมิติที่มีคุณภาพชั้นโอ๊ยไฟภาคสนามและดังนั้นจึงอยู่ในสภาพที่โอ๊ยชั้นเข้า turbochargerturbine arenot accountedfor Inone-dimensionalmodelingofthe กระบวนการ internalcombustionengine ตารางฐานข้อมูลและแผนที่การดำเนินงานที่จะใช้ในการอธิบายพฤติกรรมการปฏิบัติงานของประชาชนในเขตเลือกตั้งของแต่ละบุคคลเช่นระบบท่อ, constrictions หรือโค้ง [10,11] ตารางหรือฐานข้อมูลจะขึ้นอยู่กับสูตรที่มีการประเมินเชิงประจักษ์ทดลอง COEF cients ไฟ สำหรับพอร์ตไอเสียปล่อย COEF ไฟเพียงพอได้รับการประเมินและใช้ในการวิเคราะห์เครื่องมือหนึ่งมิติในการประเมินความดันรวมลดลง [12] ที่เรียกว่าการทดสอบม้านั่งโอ๊ยชั้นจะดำเนินการที่ปล่อยไอเสียพอร์ตเพียงพอ COEF สายที่ได้รับการประเมินสายลิฟท์วาล์วคงที่และคง speci เอ็ดไฟแรงดันลดลงทั้งหมด การทดลองนี้จะดำเนินการมักจะอยู่บนหัวถังจริงที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้นชั้นโอ๊ยสตรีมมิ่งผ่านทางพอร์ตมีอากาศหนาวเย็นในทางตรงกันข้ามกับเครื่องยนต์จริงกรณี [13] ปล่อย COEF เพียงพอไฟของขอบที่คมชัดโอ๊ย constrictions ชั้นถูกประเมินทดลอง [14] มีข้อสรุปที่ว่า COEF ปล่อยมั่นคง cients ไฟโดยทั่วไปมักจะต่ำกว่าชั้นภายใต้เงื่อนไขที่ไม่มั่นคงโอ๊ย ผลของการเต้นเป็นจังหวะโอ๊ยชั้นบนพอร์ตไอเสียชั้นโอ๊ย COEF ไฟ cients ได้รับการตรวจสอบตัวเลขที่แตกต่างกันสำหรับรูปทรงเรขาคณิตที่เกี่ยวกับระเบิดลงชีพจรและอุณหภูมิห้อง [15] พบว่าแตกต่างสูงสุดในชั้นโอ๊ย COEF ไฟเพียงพอที่ส่วนใหญ่เพิ่มขึ้น 6% หรือลดลง 7% เฉลี่ยชั้นโอ๊ย COEF ไฟเพียงพอในช่วงหลายยกวาล์วที่แตกต่างกันระหว่าง 0: 5% และ 2: 5% สำหรับรูปทรงเรขาคณิตที่แตกต่างกันซึ่งมีลักษณะคล้ายกับผลกระทบต่ำในสมรรถนะของเครื่องยนต์ทั้งหมด ดังนั้น Bohac และ Landfahrer [15] สรุปได้ว่าชั้นวัดม้านั่งโอ๊ยที่ยกวาล์วอย่างต่อเนื่องกับมวลคงที่ชั้นโอ๊ยอัตราที่เพียงพอ สมการเชิงอนุพันธ์สามัญอย่างต่อเนื่องสามารถนำมาใช้ในการจำลอง onedimensional รหัสสำหรับการสร้างแบบจำลองที่ถูกต้องมากขึ้นของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ [16] หรือโรงไฟฟ้า [17] ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนเรขาคณิตที่กำหนดจะได้รับจากการกระตุ้นแรงกระตุ้นในการกำหนดลักษณะของส่วนประกอบเครื่องยนต์เกียร์ วิธีการทดลองที่เกี่ยวข้องกับมวลโอ๊ย fl คะแนนกับ thedynamicpressure ชั้น uctuationscanbeusedtoabstractanordinary รูปแบบสมการเชิงอนุพันธ์ส่วนเครื่องยนต์ [18] รูปแบบตามโอ๊ยชั้นจะได้รับการลดสมการ Navier-Stokes ผ่านการฉาย Galerkin เข้าสู่โหมดโอ๊ยตัวแทนชั้น [19] ดังนั้นระบบการปกครองเดิมของสมการเชิงอนุพันธ์บางส่วนจะถูกแทนที่ด้วยชุดของสมการเชิงอนุพันธ์สามัญซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ราคาไม่แพงในการคำนวณ ฉากที่เหมาะสมสลายตัว (POD) วิธีการสลายตัวชั้นโอ๊ยไฟภาคสนามเป็นชุดของรูปแบบที่มีการสร้างรูปแบบดังกล่าว
ว่าจำนวนน้อยของโหมดเป็นสิ่งจำเป็นในการทำซ้ำพลังงานจลน์ของชั้นโอ๊ยไฟภาคสนาม [20] โหมด POD ยังใช้ในการอธิบายลักษณะชั้นโอ๊ย [21] และระบุโครงสร้างเชื่อมโยงกันด้วยพลังงานขนาดใหญ่ต่อสู้ นอกจากนี้ยังมีโหมดการสลายตัวฟูริเยร์หรือโหมดการสลายตัวแบบไดนามิกได้ถูกนำมาใช้ในการสร้างแบบจำลองการสั่งซื้อลดลง [22] ที่ความถี่บางอย่างที่มีความสำคัญ [23] การประเมินผลการทดลองภาคสนามโอ๊ยชั้นในที่ซับซ้อนคอนเน็ดไฟรูปทรงเรขาคณิตเช่นพอร์ตไอเสียเป็นงานที่ท้าทาย [24] แต่การสร้างภาพโอ๊ยทดลองชั้นของชั้นโอ๊ยไฟภาคสนามพัฒนาภายในรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนเช่นถังปิดที่มีการเคลื่อนย้ายลูกสูบและการเผาไหม้ได้รับการดำเนินการ [25] นอกจากนี้การสร้างภาพโอ๊ยทดลองชั้นในพอร์ตไอเสียสามารถดำเนินการกับความพยายามอย่างมากและข้อสมมติฐาน [26] เช่นลิฟท์ไฟวาล์วคงที่ อย่างไรก็ตามการคำนวณตัวเลขของชั้นโอ๊ยในรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนที่มีขอบเขตไม่เคลื่อนไหวสามารถดำเนินการได้อย่างง่ายดาย ความพยายามในการคำนวณของจำลองเชิงตัวเลขขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของปริมาณของการสร้างแบบจำลองและเครื่องชั่งน้ำหนักโอ๊ยชั้นพิจารณา เวลาเฉลี่ยวิธีการจำลองเช่นความมั่นคงของรัฐนาดส์เฉลี่ย Navier-Stokes (RANS) จำลองสามารถทำได้ด้วยการคำนวณที่ค่อนข้างต่ำจ่าย แต่ความละเอียดของเวลาที่จำเป็นในปรากฏการณ์โอ๊ยชั้นสำหรับ POD ไม่ได้คำนวณ เมื่อต้องการแก้ไขเกล็ดโอ๊ยทุกชั้นเช่นการจำลองเชิงตัวเลขโดยตรง (DNS) มีราคาแพงคอมพิวเตอร์และวัตถุประสงค์ในปัจจุบันไม่ปรับนี้การใช้งานที่มากเกินไปของทรัพยากร ด้วยการแก้ไขที่เหมาะสมจำลอง LES เป็นสัดส่วนที่สำคัญของ subrange เฉื่อยในสเปกตรัมความวุ่นวายได้รับการแก้ไขและมีเพียงเกล็ดโอ๊ยชั้นเป็นรูปแบบที่เล็กที่สุด เครื่องชั่งน้ำหนักขนาดเล็กที่สุดโอ๊ยชั้นกระจายพลังงานชั้นโอ๊ยให้ความร้อนและพฤติกรรมนี้ของตัวละครที่เป็นสากลเป็นอิสระจากรูปทรงเรขาคณิต โดยทั่วไปโครงสร้างป่วนขนาดใหญ่บ่งบอกถึงพลังสัดส่วนของการกระจายป่วน [27] ดังนั้นวิธีการ LES reassembles ค้าที่เหมาะสมระหว่างความถูกต้องและความน่าเชื่อถือและความพยายามที่มี optimizetheportgeometryofinternal beensuccessfully appliedto เครื่องยนต์สันดาป [28] การตรวจสอบตัวเลขหลายคนวิเคราะห์ชั้น owinthe intakeportand theconsequencesonthe ในกระบอกชั้นโอ๊ย นอกจากนี้ชั้นโอ๊ยในพอร์ตของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีเงื่อนไขขอบเขตเร้าใจที่ได้รับการจำลองเช่น [28] อย่างไรก็ตามรุ่น themoststudiesemphasizeonthecomputation พารามิเตอร์ประสิทธิภาพการทำงานหรือการเพิ่มประสิทธิภาพของ ratherthan เรขาคณิต givinginsight เป็นโครงสร้างโอ๊ยชั้นที่สร้างขึ้นที่เกิดขึ้นในพอร์ตไอเสีย . การวิเคราะห์นี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาการตรวจสอบที่มีขนาดใหญ่การรักษากระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซในเครื่องยนต์สันดาปภายใน ภายในบทความนี้ความสำคัญของเงื่อนไขขอบเขตแบบไดนามิกในชั้นโอ๊ยสร้างการสูญเสียในพอร์ตไอเสียที่เป็นจริงของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีการตรวจสอบตัวเลข สามมิติอัดสมการ Navier-Stokes มีการจำลองโดยใช้วิธี LES การเปรียบเทียบของทั้งสองกรณีคือการใช้อย่างต่อเนื่องในชั้นโอ๊ยและออกจากชั้นโอ๊ยเงื่อนไขขอบเขตและการใช้รอบเครื่องยนต์ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขขอบเขตชั้นโอ๊ยที่ยกวาล์วคงที่จะดำเนินการ สมมติฐานเหล่านี้ช่วยให้การแยกผลกระทบที่เกิดจากการเต้นโอ๊ยชั้น จึงมุ่งเน้นการตัดกันกรณีที่จะจัดขึ้นในปริมาณที่มีลักษณะการสูญเสียที่เหนี่ยวนำให้เกิดโอ๊ยชั้นเป็นเช่นกระจายความปั่นป่วนแรงเสียดทานและการสูญเสีย การเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างชั้นเชื่อมโยงกันโอ๊ยมีการวิเคราะห์โดยใช้วิธีการ POD
ประมาณ 20-40% ของพลังงานให้รวมหลังการเผาไหม้จะหายไปในก๊าซไอเสีย [1,2] อย่างไรก็ตามปริมาณพลังงานที่เหลือของก๊าซไอเสียสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนพลังงานความร้อนและพลังงานความดัน ก๊าซไอเสียในกระบอกสูบหลังจากการเผาไหม้ที่มีความร้อนและก๊าซมีพลังงานใช้งานจึงมีศักยภาพที่สามารถสกัดได้ในขั้นตอนต่อไป [3] ดังนั้นเทอร์โบมักจะใช้ในการขยายในส่วนของความร้อนและความดันที่อาจเกิดขึ้น [4] ในการสั่งซื้อเพื่อเพิ่มสาย speci คเครื่องยนต์ประสิทธิภาพการไฟ จังหวะไอเสียของเครื่องยนต์สี่จังหวะสามารถแบ่งออกเป็นสองช่วงหลักระเบิดลงและชีพจรขับ ความแตกต่างระหว่างความดันความดันในกระบอกและความดันในระบบทางเดินไอเสียบังคับขับไล่ก๊าซไอเสียที่
ช่วงเริ่มต้นซึ่งเรียกว่าเป็นขั้นตอนที่ระเบิดลง เมื่อวาล์วเริ่มต้นที่จะเปิดเพียงขนาดเล็กลดลงระหว่างหัววาล์วและบ่าวาล์วหมายทางจำหน่าย อย่างไรก็ตามในระหว่างขั้นตอนระเบิดลงมวลชั้นโอ๊ยอัตราที่สูงและลดลงอย่างรวดเร็วด้วยการลดความดันในฝักทรงกระบอก หลังจากนั้นเมื่อความแตกต่างระหว่างความดันในห้องถังและท่อร่วมไอเสียจะมีความสมดุลเฟสขับจะเกิดขึ้นซึ่งในการทำความสะอาดลูกสูบออกจากส่วนที่เหลือของก๊าซที่เหลือจากการเคลื่อนไหวที่มีต่อศูนย์ตายบน ช่วงนี้มวลชั้นโอ๊ยอัตราที่ต่ำกว่าในช่วงระเบิดลง แต่การตอบสนองของมวลชั้นโอ๊ยอัตราระหว่างขั้นตอนการไล่ขึ้นสูงในสภาพความดันในท่อร่วมล่องเก็บ, การโต้ตอบที่เป็นไปได้กับถังอื่น ๆ มากมายและแรงดันย้อนกลับกระตุ้นโดยเทอร์โบชาร์จเจอร์ กังหันเทอร์โบชาร์จเจอร์ของสารสกัดจากพลังงานโอ๊ยชั้นและชั้น generatestherebyaresistancetothe owdownstreamoftheexhaustport ชั้น owresistanceinducesaback แรงดันซึ่งมีความซับซ้อน
gasexpulsionfromthecylindersincethisresultsinadditionalwork เรียกร้องจากลูกสูบ เพื่อลดผลกระทบที่เกิดแรงดันย้อนกลับของเทอร์โบชาร์จเจอร์ที่หลายวิธีที่สามารถได้รับการว่าจ้าง wastegatetobypasstheturbochargerduringthescavengingphase canbeusedtoreducetheback-pressure.Withvariablevalveactuation และแบ่งระยะเวลาไอเสียสองแยกพอร์ตไอเสียที่ใช้สำหรับขั้นตอนการระเบิดลงและขั้นตอนการไล่ที่ thevalvesareactuatedatdifferenttimes [5] .Variablevalvetiming, ieregulatingadaptivelythevalveopeningtime, openingduration, andthevalvelift, iscrucialfortheengineperformance [6] และเครื่องยนต์ canbeusedtoreducethefuelconsumptionoftheinternalcombustion [7] อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนแปลงของวาล์วในชั้น uences ผลิตปล่อยก๊าซเรือนกระจก จำลองกระบวนการทั้งหมดของเครื่องยนต์สันดาปภายในกับทุกองศาของเสรีภาพเป็น unaffordable คอมพิวเตอร์ ดังนั้นรวดเร็ว simpli รุ่นเอ็ดสาย areutilizedfortheinitialdesignprocessoftheinternalcombustion เครื่องยนต์ [8] อย่างไรก็ตาม thephysicsandthebehavioroftheenginemust ถูกแทนด้วยรูปแบบ oversimpli รูปแบบเอ็ดไฟอาจได้เป็นตัวแทนที่แท้จริงของเครื่องยนต์ใด ๆ เพิ่มเติม ในสภาพโอ๊ยชั้นเข้ากังหันเทอร์โบขับเคลื่อนสามารถมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน [9] โดยปกติวาล์วและวาล์วเปิดความเร็วมีการศึกษาและเพิ่มประสิทธิภาพโดยการจำลองหนึ่งมิติที่มีคุณภาพชั้นโอ๊ยไฟภาคสนามและดังนั้นจึงอยู่ในสภาพที่โอ๊ยชั้นเข้า turbochargerturbine arenot accountedfor Inone-dimensionalmodelingofthe กระบวนการ internalcombustionengine ตารางฐานข้อมูลและแผนที่การดำเนินงานที่จะใช้ในการอธิบายพฤติกรรมการปฏิบัติงานของประชาชนในเขตเลือกตั้งของแต่ละบุคคลเช่นระบบท่อ, constrictions หรือโค้ง [10,11] ตารางหรือฐานข้อมูลจะขึ้นอยู่กับสูตรที่มีการประเมินเชิงประจักษ์ทดลอง COEF cients ไฟ สำหรับพอร์ตไอเสียปล่อย COEF ไฟเพียงพอได้รับการประเมินและใช้ในการวิเคราะห์เครื่องมือหนึ่งมิติในการประเมินความดันรวมลดลง [12] ที่เรียกว่าการทดสอบม้านั่งโอ๊ยชั้นจะดำเนินการที่ปล่อยไอเสียพอร์ตเพียงพอ COEF สายที่ได้รับการประเมินสายลิฟท์วาล์วคงที่และคง speci เอ็ดไฟแรงดันลดลงทั้งหมด การทดลองนี้จะดำเนินการมักจะอยู่บนหัวถังจริงที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้นชั้นโอ๊ยสตรีมมิ่งผ่านทางพอร์ตมีอากาศหนาวเย็นในทางตรงกันข้ามกับเครื่องยนต์จริงกรณี [13] ปล่อย COEF เพียงพอไฟของขอบที่คมชัดโอ๊ย constrictions ชั้นถูกประเมินทดลอง [14] มีข้อสรุปที่ว่า COEF ปล่อยมั่นคง cients ไฟโดยทั่วไปมักจะต่ำกว่าชั้นภายใต้เงื่อนไขที่ไม่มั่นคงโอ๊ย ผลของการเต้นเป็นจังหวะโอ๊ยชั้นบนพอร์ตไอเสียชั้นโอ๊ย COEF ไฟ cients ได้รับการตรวจสอบตัวเลขที่แตกต่างกันสำหรับรูปทรงเรขาคณิตที่เกี่ยวกับระเบิดลงชีพจรและอุณหภูมิห้อง [15] พบว่าแตกต่างสูงสุดในชั้นโอ๊ย COEF ไฟเพียงพอที่ส่วนใหญ่เพิ่มขึ้น 6% หรือลดลง 7% เฉลี่ยชั้นโอ๊ย COEF ไฟเพียงพอในช่วงหลายยกวาล์วที่แตกต่างกันระหว่าง 0: 5% และ 2: 5% สำหรับรูปทรงเรขาคณิตที่แตกต่างกันซึ่งมีลักษณะคล้ายกับผลกระทบต่ำในสมรรถนะของเครื่องยนต์ทั้งหมด ดังนั้น Bohac และ Landfahrer [15] สรุปได้ว่าชั้นวัดม้านั่งโอ๊ยที่ยกวาล์วอย่างต่อเนื่องกับมวลคงที่ชั้นโอ๊ยอัตราที่เพียงพอ สมการเชิงอนุพันธ์สามัญอย่างต่อเนื่องสามารถนำมาใช้ในการจำลอง onedimensional รหัสสำหรับการสร้างแบบจำลองที่ถูกต้องมากขึ้นของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ [16] หรือโรงไฟฟ้า [17] ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนเรขาคณิตที่กำหนดจะได้รับจากการกระตุ้นแรงกระตุ้นในการกำหนดลักษณะของส่วนประกอบเครื่องยนต์เกียร์ วิธีการทดลองที่เกี่ยวข้องกับมวลโอ๊ย fl คะแนนกับ thedynamicpressure ชั้น uctuationscanbeusedtoabstractanordinary รูปแบบสมการเชิงอนุพันธ์ส่วนเครื่องยนต์ [18] รูปแบบตามโอ๊ยชั้นจะได้รับการลดสมการ Navier-Stokes ผ่านการฉาย Galerkin เข้าสู่โหมดโอ๊ยตัวแทนชั้น [19] ดังนั้นระบบการปกครองเดิมของสมการเชิงอนุพันธ์บางส่วนจะถูกแทนที่ด้วยชุดของสมการเชิงอนุพันธ์สามัญซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ราคาไม่แพงในการคำนวณ ฉากที่เหมาะสมสลายตัว (POD) วิธีการสลายตัวชั้นโอ๊ยไฟภาคสนามเป็นชุดของรูปแบบที่มีการสร้างรูปแบบดังกล่าว
ว่าจำนวนน้อยของโหมดเป็นสิ่งจำเป็นในการทำซ้ำพลังงานจลน์ของชั้นโอ๊ยไฟภาคสนาม [20] โหมด POD ยังใช้ในการอธิบายลักษณะชั้นโอ๊ย [21] และระบุโครงสร้างเชื่อมโยงกันด้วยพลังงานขนาดใหญ่ต่อสู้ นอกจากนี้ยังมีโหมดการสลายตัวฟูริเยร์หรือโหมดการสลายตัวแบบไดนามิกได้ถูกนำมาใช้ในการสร้างแบบจำลองการสั่งซื้อลดลง [22] ที่ความถี่บางอย่างที่มีความสำคัญ [23] การประเมินผลการทดลองภาคสนามโอ๊ยชั้นในที่ซับซ้อนคอนเน็ดไฟรูปทรงเรขาคณิตเช่นพอร์ตไอเสียเป็นงานที่ท้าทาย [24] แต่การสร้างภาพโอ๊ยทดลองชั้นของชั้นโอ๊ยไฟภาคสนามพัฒนาภายในรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนเช่นถังปิดที่มีการเคลื่อนย้ายลูกสูบและการเผาไหม้ได้รับการดำเนินการ [25] นอกจากนี้การสร้างภาพโอ๊ยทดลองชั้นในพอร์ตไอเสียสามารถดำเนินการกับความพยายามอย่างมากและข้อสมมติฐาน [26] เช่นลิฟท์ไฟวาล์วคงที่ อย่างไรก็ตามการคำนวณตัวเลขของชั้นโอ๊ยในรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนที่มีขอบเขตไม่เคลื่อนไหวสามารถดำเนินการได้อย่างง่ายดาย ความพยายามในการคำนวณของจำลองเชิงตัวเลขขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของปริมาณของการสร้างแบบจำลองและเครื่องชั่งน้ำหนักโอ๊ยชั้นพิจารณา เวลาเฉลี่ยวิธีการจำลองเช่นความมั่นคงของรัฐนาดส์เฉลี่ย Navier-Stokes (RANS) จำลองสามารถทำได้ด้วยการคำนวณที่ค่อนข้างต่ำจ่าย แต่ความละเอียดของเวลาที่จำเป็นในปรากฏการณ์โอ๊ยชั้นสำหรับ POD ไม่ได้คำนวณ เมื่อต้องการแก้ไขเกล็ดโอ๊ยทุกชั้นเช่นการจำลองเชิงตัวเลขโดยตรง (DNS) มีราคาแพงคอมพิวเตอร์และวัตถุประสงค์ในปัจจุบันไม่ปรับนี้การใช้งานที่มากเกินไปของทรัพยากร ด้วยการแก้ไขที่เหมาะสมจำลอง LES เป็นสัดส่วนที่สำคัญของ subrange เฉื่อยในสเปกตรัมความวุ่นวายได้รับการแก้ไขและมีเพียงเกล็ดโอ๊ยชั้นเป็นรูปแบบที่เล็กที่สุด เครื่องชั่งน้ำหนักขนาดเล็กที่สุดโอ๊ยชั้นกระจายพลังงานชั้นโอ๊ยให้ความร้อนและพฤติกรรมนี้ของตัวละครที่เป็นสากลเป็นอิสระจากรูปทรงเรขาคณิต โดยทั่วไปโครงสร้างป่วนขนาดใหญ่บ่งบอกถึงพลังสัดส่วนของการกระจายป่วน [27] ดังนั้นวิธีการ LES reassembles ค้าที่เหมาะสมระหว่างความถูกต้องและความน่าเชื่อถือและความพยายามที่มี optimizetheportgeometryofinternal beensuccessfully appliedto เครื่องยนต์สันดาป [28] การตรวจสอบตัวเลขหลายคนวิเคราะห์ชั้น owinthe intakeportand theconsequencesonthe ในกระบอกชั้นโอ๊ย นอกจากนี้ชั้นโอ๊ยในพอร์ตของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีเงื่อนไขขอบเขตเร้าใจที่ได้รับการจำลองเช่น [28] อย่างไรก็ตามรุ่น themoststudiesemphasizeonthecomputation พารามิเตอร์ประสิทธิภาพการทำงานหรือการเพิ่มประสิทธิภาพของ ratherthan เรขาคณิต givinginsight เป็นโครงสร้างโอ๊ยชั้นที่สร้างขึ้นที่เกิดขึ้นในพอร์ตไอเสีย . การวิเคราะห์นี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาการตรวจสอบที่มีขนาดใหญ่การรักษากระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซในเครื่องยนต์สันดาปภายใน ภายในบทความนี้ความสำคัญของเงื่อนไขขอบเขตแบบไดนามิกในชั้นโอ๊ยสร้างการสูญเสียในพอร์ตไอเสียที่เป็นจริงของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีการตรวจสอบตัวเลข สามมิติอัดสมการ Navier-Stokes มีการจำลองโดยใช้วิธี LES การเปรียบเทียบของทั้งสองกรณีคือการใช้อย่างต่อเนื่องในชั้นโอ๊ยและออกจากชั้นโอ๊ยเงื่อนไขขอบเขตและการใช้รอบเครื่องยนต์ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขขอบเขตชั้นโอ๊ยที่ยกวาล์วคงที่จะดำเนินการ สมมติฐานเหล่านี้ช่วยให้การแยกผลกระทบที่เกิดจากการเต้นโอ๊ยชั้น จึงมุ่งเน้นการตัดกันกรณีที่จะจัดขึ้นในปริมาณที่มีลักษณะการสูญเสียที่เหนี่ยวนำให้เกิดโอ๊ยชั้นเป็นเช่นกระจายความปั่นป่วนแรงเสียดทานและการสูญเสีย การเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างชั้นเชื่อมโยงกันโอ๊ยมีการวิเคราะห์โดยใช้วิธีการ POD
การแปล กรุณารอสักครู่..
1 . บทนำ
ประมาณ 20 – 40 % ของทั้งหมดที่ให้พลังงาน และหลังจากหายไปในไอเสียก๊าซ [ 1 , 2 ] อย่างไรก็ตาม คงเหลือปริมาณพลังงานของแก๊สไอเสีย จะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน พลังงานความร้อน และพลังงานความดัน . ก๊าซไอเสียหลังการเผาไหม้ในกระบอกสูบจะร้อนและก๊าซประกอบด้วยดังนั้นพลังงานที่ใช้ได้ซึ่งสามารถสกัดได้ในขั้นตอนต่อไป [ 3 ] ดังนั้น เทอร์โบมักจะใช้เพื่อขยายในส่วนของความร้อนและความดันที่อาจเกิดขึ้น [ 4 ] เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องยนต์ EF speci จึง C จึง . ไอเสียจังหวะของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ สามารถแบ่งออกเป็นสองช่วงหลัก ระเบิดลง และการเต้นความดันแตกต่างระหว่างความดันในกระบอกสูบและความดันในทางเดินไอเสีย ไอเสียถูกบังคับที่
ในระยะแรก ซึ่งจะเรียกว่าระเบิดลงเฟส เมื่อวาล์วเปิดเพียงเล็กน้อย แต่ระหว่างหัววาล์วและบ่าวาล์ว เป็นตัวแทนจำหน่ายทาง อย่างไรก็ตาม ในช่วงพัดลงเฟสมวลflโอ๊ยมีอัตราสูงและลดลงอย่างรวดเร็ว ด้วยแรงดันตกในกระบอกฝัก หลังจากนั้น เมื่อความดันที่แตกต่างระหว่างห้องสูบและ Manifold มีความสมดุล ไล่ระยะเวลาสถานที่ซึ่งในลูกสูบทำความสะอาดส่วนที่เหลือของก๊าซที่เหลือจากเคลื่อนไหวสู่ศูนย์ตายบน ในระหว่างขั้นตอนนี้มวลflโอ๊ยอัตราต่ำกว่าช่วงระเบิดลงเฟส อย่างไรก็ตาม การตอบสนองของมวลflโอ๊ยเท่ากันระหว่างไล่ระยะสูงขึ้นกดดันสภาพล่องในการเก็บมากมาย ได้ปฏิสัมพันธ์กับถังอื่นๆ ผ่านท่อ และกลับมากดดันยั่วยุจากเทอร์โบ .กังหันของเทอร์โบชาร์จพลังงานสารสกัดflโอ๊ยและ generatestherebyaresistancetothe fl owdownstreamoftheexhaustport . การfl owresistanceinducesaback ความดันซึ่งมีความซับซ้อน
gasexpulsionfromthecylindersincethisresultsinadditionalwork เรียกร้องจากลูกสูบ เพื่อลดความดันย้อนกลับผลของเทอร์โบ , หลายวิธีที่สามารถใช้เป็น canbeusedtoreducetheback-pressure.withvariablevalveactuation wastegatetobypasstheturbochargerduringthescavengingphase และแบ่งช่วงเวลาสองแยกพอร์ตไอเสีย ท่อไอเสีย ใช้สำหรับ เป่าลงเฟสและไล่ระยะที่ thevalvesareactuatedatdifferenttimes [ 5 ] variablevalvetiming i.e.regulatingadaptivelythevalveopeningtime openingduration andthevalvelift , , , ,
ประมาณ 20 – 40 % ของทั้งหมดที่ให้พลังงาน และหลังจากหายไปในไอเสียก๊าซ [ 1 , 2 ] อย่างไรก็ตาม คงเหลือปริมาณพลังงานของแก๊สไอเสีย จะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน พลังงานความร้อน และพลังงานความดัน . ก๊าซไอเสียหลังการเผาไหม้ในกระบอกสูบจะร้อนและก๊าซประกอบด้วยดังนั้นพลังงานที่ใช้ได้ซึ่งสามารถสกัดได้ในขั้นตอนต่อไป [ 3 ] ดังนั้น เทอร์โบมักจะใช้เพื่อขยายในส่วนของความร้อนและความดันที่อาจเกิดขึ้น [ 4 ] เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องยนต์ EF speci จึง C จึง . ไอเสียจังหวะของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ สามารถแบ่งออกเป็นสองช่วงหลัก ระเบิดลง และการเต้นความดันแตกต่างระหว่างความดันในกระบอกสูบและความดันในทางเดินไอเสีย ไอเสียถูกบังคับที่
ในระยะแรก ซึ่งจะเรียกว่าระเบิดลงเฟส เมื่อวาล์วเปิดเพียงเล็กน้อย แต่ระหว่างหัววาล์วและบ่าวาล์ว เป็นตัวแทนจำหน่ายทาง อย่างไรก็ตาม ในช่วงพัดลงเฟสมวลflโอ๊ยมีอัตราสูงและลดลงอย่างรวดเร็ว ด้วยแรงดันตกในกระบอกฝัก หลังจากนั้น เมื่อความดันที่แตกต่างระหว่างห้องสูบและ Manifold มีความสมดุล ไล่ระยะเวลาสถานที่ซึ่งในลูกสูบทำความสะอาดส่วนที่เหลือของก๊าซที่เหลือจากเคลื่อนไหวสู่ศูนย์ตายบน ในระหว่างขั้นตอนนี้มวลflโอ๊ยอัตราต่ำกว่าช่วงระเบิดลงเฟส อย่างไรก็ตาม การตอบสนองของมวลflโอ๊ยเท่ากันระหว่างไล่ระยะสูงขึ้นกดดันสภาพล่องในการเก็บมากมาย ได้ปฏิสัมพันธ์กับถังอื่นๆ ผ่านท่อ และกลับมากดดันยั่วยุจากเทอร์โบ .กังหันของเทอร์โบชาร์จพลังงานสารสกัดflโอ๊ยและ generatestherebyaresistancetothe fl owdownstreamoftheexhaustport . การfl owresistanceinducesaback ความดันซึ่งมีความซับซ้อน
gasexpulsionfromthecylindersincethisresultsinadditionalwork เรียกร้องจากลูกสูบ เพื่อลดความดันย้อนกลับผลของเทอร์โบ , หลายวิธีที่สามารถใช้เป็น canbeusedtoreducetheback-pressure.withvariablevalveactuation wastegatetobypasstheturbochargerduringthescavengingphase และแบ่งช่วงเวลาสองแยกพอร์ตไอเสีย ท่อไอเสีย ใช้สำหรับ เป่าลงเฟสและไล่ระยะที่ thevalvesareactuatedatdifferenttimes [ 5 ] variablevalvetiming i.e.regulatingadaptivelythevalveopeningtime openingduration andthevalvelift , , , ,
การแปล กรุณารอสักครู่..
ภาษาอื่น ๆ
การสนับสนุนเครื่องมือแปลภาษา: กรีก, กันนาดา, กาลิเชียน, คลิงออน, คอร์สิกา, คาซัค, คาตาลัน, คินยารวันดา, คีร์กิซ, คุชราต, จอร์เจีย, จีน, จีนดั้งเดิม, ชวา, ชิเชวา, ซามัว, ซีบัวโน, ซุนดา, ซูลู, ญี่ปุ่น, ดัตช์, ตรวจหาภาษา, ตุรกี, ทมิฬ, ทาจิก, ทาทาร์, นอร์เวย์, บอสเนีย, บัลแกเรีย, บาสก์, ปัญจาป, ฝรั่งเศส, พาชตู, ฟริเชียน, ฟินแลนด์, ฟิลิปปินส์, ภาษาอินโดนีเซี, มองโกเลีย, มัลทีส, มาซีโดเนีย, มาราฐี, มาลากาซี, มาลายาลัม, มาเลย์, ม้ง, ยิดดิช, ยูเครน, รัสเซีย, ละติน, ลักเซมเบิร์ก, ลัตเวีย, ลาว, ลิทัวเนีย, สวาฮิลี, สวีเดน, สิงหล, สินธี, สเปน, สโลวัก, สโลวีเนีย, อังกฤษ, อัมฮาริก, อาร์เซอร์ไบจัน, อาร์เมเนีย, อาหรับ, อิกโบ, อิตาลี, อุยกูร์, อุสเบกิสถาน, อูรดู, ฮังการี, ฮัวซา, ฮาวาย, ฮินดี, ฮีบรู, เกลิกสกอต, เกาหลี, เขมร, เคิร์ด, เช็ก, เซอร์เบียน, เซโซโท, เดนมาร์ก, เตลูกู, เติร์กเมน, เนปาล, เบงกอล, เบลารุส, เปอร์เซีย, เมารี, เมียนมา (พม่า), เยอรมัน, เวลส์, เวียดนาม, เอสเปอแรนโต, เอสโทเนีย, เฮติครีโอล, แอฟริกา, แอลเบเนีย, โคซา, โครเอเชีย, โชนา, โซมาลี, โปรตุเกส, โปแลนด์, โยรูบา, โรมาเนีย, โอเดีย (โอริยา), ไทย, ไอซ์แลนด์, ไอร์แลนด์, การแปลภาษา.
- กล้าตัดสินใจ
- คลิบหลุดหม่อมศรีรัศ
- discouraged
- หัวหน้าฝ่ายการตลาด
- อยู่ด้วยกันแบบนี้นานๆน่ะ
- หัวหน้าฝ่ายการตลาด
- funtion• Antecedent – Event – Consequent
- ใช้, มีความแตกต่างกันของท่อระหว่าง CUD A
- ฉันรักเธอ
- พวกเราจะนำเสนอเกี่ยวกับประโยชน์
- Once a week, it is not.
- ฉันพบเจอปัญหา เวลาพิมพ์ข้อมูลเกิน1000 แถ
- I have successfully submitted.
- คุณคิดว่าภาษาอังกฤษคุณอยู่ในระดับไหน
- ชั้นเท่าไหร่
- ฉันนอนอยู่บนเตียงของฉัน
- แบ่งเก็บตัวอย่าง.ตั้งแต่เริ่มบรรจุถึงสิ้
- how many days we did't each other
- ไข้เลือดออก
- Help skin whitening skin wrinkles, reduc
- เบคอนทอด
- Allowance for doubtful
- funtion• Antecedent – Event – Consequent
- allowance
