Grid independecy test for diesel engine combustion chamber with bowl in piston

Abstract

Bu çalışma merkezi valfli, eksenel simetrik bir motor modelinde üç durum için ana akış ve türbülans karakteristikleri tahminlerini içermektedir. Ayrıca bu tahminlerin ölçümlerle karşılaştırılmasını içermektedir. Birinci durum sıkıştırma oram 3.5 olan pistona, ikinci durum sıkıştırma oranı 6.7 olan pistona, üçüncü durum çanaklı piston konfigürasyonuna sahiptir. Bu çalışmada bu üç durum için yüksek grid sayısında (10000) ks ve ket türbülans modellerinin karşılaştırmasını yapmak amaçlanmıştır. Çalışmanın deneysel verilerle karşılaştırılması yapılmıştır. Sonuç olarak her iki modelde de ana akış hızı ve normalize edilmiş türbülans şiddetinde deneysel datalarla makul bir uygunluk elde edilmiştir. Bu durum her üç model için de geçerlidir. Bununla beraber k modeli birçok yerde deneysel sonuçlara k modelinden daha iyi uygunluk göstermiştir. İkinci durumun birinci duruma göre daha kuvvetli bir akışa ve yüksek türbülans seviyesine sahip olduğu görülmüştür. Üçüncü durumda ise pistonda silindirik çanak bulunmasının etkisi incelenmiştir. Burada emme boyunca çanağın akış karakteristiği üzerindeki etkisinin ihmal edilebilir olduğu görülmüştür. Sıkışma süresince, sıkıştırmanın ortasına kadar çanaktaki akış neredeyse tek boyutlu gibi davranmıştır. Daha sonra piston tepesinin üzerindeki akış çanağın içinde bir resirkülasyon bölgesi oluşmuştur. Bu durum k modelinde k modelinden daha iyi tahmin edilmiştir. This study is concerned with prediction and comparison with measurement of the mean flow and turbulence characteristics in a central valve, axisymmetric model engine for three cases. Case I has a flat top piston with compression ratio 3.5, Case II has a flat top piston with compression ratio 6.7 and Case III has bowl in piston configuration. The purpose of the study is to make comparison between two turbulence models ks and ksT for these three cases at high grid numbers (10000). The results show that moderate agreement is obtained with the experimental data for mean flow velocities and normalized turbulence intensities for both turbulence models for all cases. However k model gives better predictions in most of the locations where compression is made with the experimental data than ke model. It was found that introduction of a piston with a cylindrical bowl has negligible effect on the mean and turbulence characteristics of the flow through intake stroke. During compression stroke the flow within the bowl is almost one dimensional until the mid-compression. There after squish flow from above the piston-crown creates, inside the bowl, a recirculation zone whose strength is predicted by the k model better than k model.