Трехмерное моделирование течения газа во впускной системе автомобиля "Формулы Студент"
Автор: Мохамед Б., Кароли Я., Зеленцов А.А.
Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статья в выпуске: 5 т.13, 2020 года.
Бесплатный доступ
«Формула Студент» - это международное соревнование по конструированию гоночных автомобилей для студентов университетов прикладных наук и технических университетов. Побеждает не та команда, которая создаст самый быстрый гоночный автомобиль, а группа, которая добивается наивысшего общего балла по конструированию, гоночным показателям. Например, расположение внутренних компонентов, прогнозирование аэродинамики системы впуска воздуха имеют решающее значение для оптимизации характеристик автомобиля на различных режимах работы. Система впуска воздуха состоит из впускного патрубка, дроссельной заслонки, ограничителя мощности (рестриктора), воздушной камеры и впускных каналов головки цилиндра. В статье рассматривается использование численного моделирования CFD при конструировании и оптимизации этих компонентов. Проиллюстрированы два основных шага, предпринимаемых для разработки конструкции воздушной камеры и сопоставления ее с длиной всасывающей трубы для оптимизации крутящего момента во всем диапазоне рабочих режимов. Также данная система впуска была оценена акустически и смоделирована с помощью 1-D газовой динамики с использованием программного обеспечения AVL Boost. Таким образом, перед созданием нового прототипа впускного коллектора проектировщик может сэкономить значительное количество времени и ресурсов. Результаты иллюстрируют улучшение качества протекания рабочего процесса двигателя при модификации его модели в AVL Boost.
Двигатель внутреннего сгорания, впускная система, линейная акустика, изменение геометрии
Короткий адрес: https://sciup.org/146281645
IDR: 146281645 | DOI: 10.17516/1999-494X-0249
Список литературы Трехмерное моделирование течения газа во впускной системе автомобиля "Формулы Студент"
- Melaika, M., Rimkus, A., Vipartas, T., Air restrictor and turbocharger influence for the formula student engine performance, Procedia Engineering, 2017, 187, pp. 402-407.
- Mohamad, B., Szepesi, G., Bollo, B., Review Article: Effect of ethanol-gasoline fuel blends on the exhaust emissions and characteristics of SI engines, Vehicle and Automotive Engineering, 2018, 2, pp. 29-41.
- Mohamad, B., Amroune, S., The analysis and effects of flow acoustic in a commercial automotive exhaust system, Advances and Trends in Engineering Sciences and Technologies III, Proceedings of the 3rd International Conference on Engineering Sciences and Technologies (ESaT 2018), September 12-14, 2018, High Tatras Mountains, Tatranské Matliare, Slovak Republic, 2019, pp. 197-202.
- Adbulleh, N.R., Shahruddin, N.S., Mamat, A.M.I., Kasolang, S., Zulkifli, A., Mamat, R., Effects of air intake pressure to the fuel economy and exhaust emissions on a small SI engine, Procedia Engineering, 2013, 68, pp. 278-284.
- Mohamad, B., Karoly, J., Kermani, M., Exhaust system muffler volume optimization of light commercial passenger car using transfer matrix method, International Journal of Engineering and Management Sciences (IJEMS), 2019, 4, 132-139.
- Acquati, F., Battarola, L., Scattolini, R., Siviero, C., An intake manifold model for spark ignition engines, IFAC Proceedings, 1996, 29(1), pp. 7945-7950.
- Winterbone, E., Pearson, R., Horlock, J., Theory of engine manifold design: wave action methods for IC engines, Professional Engineering Publ. London, 2000.
- Byam, B., Fsadni, J., Hart, A., Lanczynski, R., An experimental approach to design, build, and test a throttle body and restrictor system for Formula SAE racing, SAE Technical Paper 2006-01-0748, SAE World Congress, Detroit, MI, USA. 2006.
- FSAE MQP, 2011, Retrieved from: http://moorsportsspares.com/file/2011_ttx25mkii_e.pdf (last access: 15.07.2019)
- Jawad, B., Lounsbery, A., Hoste, J. Evolution of intake design for a small engine formula vehicle, SAE Technical Paper, 2001-01-1211, SAE World Congress, Detroit, MI, USA, 2001.
- Shelagowski, M., Mahank, T. CFR Formula SAE intake restrictor design and performance, Proceedings of the 2015-ASEE North Central Section Conference American Society for Engineering Education, 2015.
- Tatschl, R., Schneider, J., Basara, D., Brohmer, A., Mehring, A., Hanjalic, K. Progress in the 3D-CFD calculation of the gas and water side heat transfer in engines, in 10. Tagung der Arbeitsprozess des Verbrennungsmotors (Proc. 10th Meeting on the Working Process of the Internal Combustion Engine), Graz, Austria, 2005.
- Tatschl, R., Basara, B., Schneider, J., Hanjalic, K., Popovac, M., Brohmer, A., Mehring, J. Advanced turbulent heat transfer modeling for IC-engine applications using AVL FIRE, Proceedings of International Multidimensional Engine Modeling User's Group Meeting, Detroit, USA, 2006.
- Hanjalic, K., Popovac, M., Hadziabdic, M. A robust near-wall elliptic-relaxation eddy-viscosity turbulence model for CFD, International Journal of Heat and Fluid Flow, 2004, 25(6), pp. 1047-1051.
- Popovac, M., Hanjalic, K., Compound wall treatment for RANS computation of complex turbulent flow, Proc. 3rd M.I.T. Conference, Boston, USA, 2005.
- Merker, G., Schwarz, Ch., Teichmann R. Grundlagen Verbrennungsmotoren: Funktionsweise, Simulation, Messtechnik, 9th ed, Springer, Wiesbaden, 2019, P. 1117.
- Basshuysen, R., Schäfer, F. Handbuch Verbrennungsmotor, Vieweg und Sohn Verlag, Wiesbaden, 2007, p. 1032.
- Kavtaradze, R.Z., Onishchenko, D.O., Zelentsov, A.A., Sergeev, S.S., The influence of rotational charge motion intensity on nitric oxide formation in gas-engine cylinder, International Journal of Heat and Mass Transfer, 2009, 52(19-20), 4308-4316.
