hrvatski

Kvazidimenzijski model za numeričke simulacije brodskoga dvotaktnoga dizelskog motora

U doktorskoj disertaciji razvijen je kvazidimenzijski (QD) model izgaranja koji je uspješno implementiran u postojeći nultodimenzijski (0D) numerički model. U odnosu na slična znanstvena istraživanja dizelskih motora s unutarnjim izgaranjem, razvijenim kvazidimenzijskim modelom napravljena su brojna poboljšanja u području matematičkog modeliranja. Prvenstveno, razvijeni numerički model prati radne parametre dizelskog motora u trenutku kada se oni mijenjaju, dakle izračun tlaka i temperature kao osnovnih varijabli svake numeričke simulacije u tom se slučaju vrši izravno, bez primjene iteracijskih postupaka. Kod numeričkih podmodela koji su sastavni dijelovi kvazidimenzijskog numeričkog modela uočen je veliki broj eksperimentalno određenih konstanti koje vrijede za jedan modelirani dizelski motor odnosno nemaju širu primjenu. U disertaciji je predstavljen ispravak tih konstanti. Konstante sada omogućuju točnije simuliranje promatranih pojava i vrijede za čitav raspon dizelskih motora s unutarnjim izgaranjem. U ovoj se disertaciji koriste svojstva realnih para i plinova za termodinamičke proračune u cilindru motora, što čini matematički model iznimno kompleksnim. Kako se koriste svojstva realnog, a ne idealiziranog radnog medija, bilo je nužno smanjiti korak integracije unutar uobičajenog koraka integracije, koji koriste ostali autori u istraživanjima na temu kvazidimenzijskog modeliranja. Takav zahtjev stvara dodatnu komplikaciju, jer nužno zahtijeva drugačiji način definiranja kontrolnih volumena (paketa), koji nastaju u cilindru dizelskog motora, prema postavkama kvazidimenzijskog modeliranja. Predstavljeno rješenje tog problema ne samo da čini matematičku shemu stabilnom i robusnom već ne usporava proračun, a dobiveni rezultati simulacija su vrlo točni i precizni u odnosu na provedena mjerenja istih radnih parametara na realnom motoru. Kako bi se numerički model validirao, izvedena su mjerenja na dizelskom motoru MAN D 0826 LOH15 u Laboratoriju za toplotne batne stroje Fakultete za strojništvo, Univerze v Ljubljani. Budući da je razvijeni numerički model pokazao dobra poklapanja s izmjerenim vrijednostima, prikazani su i brojni drugi radni parametri ispitivanoga motora koje bi bilo teško ili nemoguće izmjeriti na stvarnome motoru. Numeričko modeliranje omogućuje simulaciju različitih radnih parametara motora, uz prihvatljivu točnost i preciznost, kao i uz prihvatljivi vremenski raspon potreban za izvršenje simulacije. U konačnici, razvijeni kvazidimenzijski model prilagođen je za simulaciju brodskoga sporohodnoga dvotaktnog motora. Izvršene su simulacije i uspoređene s dostupnim mjerenjima. I u tom slučaju dobivena su vrlo dobra poklapanja izmjerenih vrijednosti u odnosu na one izračunate simulacijom.

Kvazidimenzijski model; numerička simulacija; dvotaktni dizelski motor; izgaranje

nije evidentirano