Modélisation 0D/1D de la combustion diesel PDF Download
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Author: Nicolas Bordet
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Cette thèse porte sur la modélisation 0D/1D de la combustion Diesel dans les moteurs récents. L'objectif est d'augmenter la précision des modèles tout en limitant les temps de calcul associés afin d'utiliser la simulation comme un outil dédié à la mise au point. Dans une première partie, le développement d'un modèle 0D orienté simulation système est présenté. La prise en compte de l'ensemble des phénomènes physico-chimiques se déroulant dans la chambre de combustion confère au modèle un niveau de prédictivité conséquent. Un nouveau modèle de combustion de prémélange est proposé, permettant une modélisation détaillée des combustions fortement diluées et des combustions relatives aux injections précoces. Une approche innovante permettant de quantifier les interactions entre les jets pour la multi injection est également proposée. Après calibration sur un nombre restreint d'essais moteur, les résultats du modèle global sont comparés à des mesures expérimentales pour toute la plage de fonctionnement du moteur. La seconde partie de ce travail porte sur la modélisation 1D de la combustion Diesel. Un modèle de jet Diesel est d'abord développé et validé sur des mesures expérimentales. Ce modèle est ensuite étendu à des conditions réactionnelles à l'aide d'un couplage avec un modèle de combustion. Ce dernier s'appuie sur une tabulation des mécanismes de cinétique chimique, ainsi que sur une approche Eddy Break-Up permettant de modéliser le taux de réaction lié au micro mélange. Ce modèle est ensuite intégré à un modèle de chambre de combustion et une première validation du modèle sur des essais moteur réels est entreprise.
Author: Nicolas Bordet
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Cette thèse porte sur la modélisation 0D/1D de la combustion Diesel dans les moteurs récents. L'objectif est d'augmenter la précision des modèles tout en limitant les temps de calcul associés afin d'utiliser la simulation comme un outil dédié à la mise au point. Dans une première partie, le développement d'un modèle 0D orienté simulation système est présenté. La prise en compte de l'ensemble des phénomènes physico-chimiques se déroulant dans la chambre de combustion confère au modèle un niveau de prédictivité conséquent. Un nouveau modèle de combustion de prémélange est proposé, permettant une modélisation détaillée des combustions fortement diluées et des combustions relatives aux injections précoces. Une approche innovante permettant de quantifier les interactions entre les jets pour la multi injection est également proposée. Après calibration sur un nombre restreint d'essais moteur, les résultats du modèle global sont comparés à des mesures expérimentales pour toute la plage de fonctionnement du moteur. La seconde partie de ce travail porte sur la modélisation 1D de la combustion Diesel. Un modèle de jet Diesel est d'abord développé et validé sur des mesures expérimentales. Ce modèle est ensuite étendu à des conditions réactionnelles à l'aide d'un couplage avec un modèle de combustion. Ce dernier s'appuie sur une tabulation des mécanismes de cinétique chimique, ainsi que sur une approche Eddy Break-Up permettant de modéliser le taux de réaction lié au micro mélange. Ce modèle est ensuite intégré à un modèle de chambre de combustion et une première validation du modèle sur des essais moteur réels est entreprise.
Author: Angelo Onorati
Publisher: SAE International
ISBN: 0768099528
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 552
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Book Description
1D and Multi-D Modeling Techniques for IC Engine Simulation provides a description of the most significant and recent achievements in the field of 1D engine simulation models and coupled 1D-3D modeling techniques, including 0D combustion models, quasi-3D methods and some 3D model applications.
Author: P. A. Lakshminarayanan
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 904813885X
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 313
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Book Description
Phenomenology of Diesel Combustion and Modeling Diesel is the most efficient combustion engine today and it plays an important role in transport of goods and passengers on land and on high seas. The emissions must be controlled as stipulated by the society without sacrificing the legendary fuel economy of the diesel engines. These important drivers caused innovations in diesel engineering like re-entrant combustion chambers in the piston, lower swirl support and high pressure injection, in turn reducing the ignition delay and hence the nitric oxides. The limits on emissions are being continually reduced. The- fore, the required accuracy of the models to predict the emissions and efficiency of the engines is high. The phenomenological combustion models based on physical and chemical description of the processes in the engine are practical to describe diesel engine combustion and to carry out parametric studies. This is because the injection process, which can be relatively well predicted, has the dominant effect on mixture formation and subsequent course of combustion. The need for improving these models by incorporating new developments in engine designs is explained in Chapter 2. With “model based control programs” used in the Electronic Control Units of the engines, phenomenological models are assuming more importance now because the detailed CFD based models are too slow to be handled by the Electronic Control Units. Experimental work is necessary to develop the basic understanding of the pr- esses.
Author: Qirui Yang
Publisher: Springer Nature
ISBN: 3658357746
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 141
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Book Description
Qirui Yang develops a model chain for the simulation of combustion and emissions of diesel engine with fully variable valve train (VVT) based on extensive 3D-CFD simulations, and experimental measurements on the engine test bench. The focus of the work is the development of a quasi-dimensional (QDM) flow model, which sets up a series of sub-models to describe phenomenologically the swirl, squish and axial charge motions as well as the shear-related turbulence production and dissipation. The QDM flow model is coupled with a QDM combustion model and a nitrogen oxides (NOx) / soot emission model. With the established model chain, VVT operating strategies of diesel engine can be developed and optimized as part of the simulation for specific engine performance parameters and the lowest NOx and soot emissions.
Author: Avinash Kumar Agarwal
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811686181
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 368
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Book Description
This book focuses on the simulation and modeling of internal combustion engines. The contents include various aspects of diesel and gasoline engine modeling and simulation such as spray, combustion, ignition, in-cylinder phenomena, emissions, exhaust heat recovery. It also explored engine models and analysis of cylinder bore piston stresses and temperature effects. This book includes recent literature and focuses on current modeling and simulation trends for internal combustion engines. Readers will gain knowledge about engine process simulation and modeling, helpful for the development of efficient and emission-free engines. A few chapters highlight the review of state-of-the-art models for spray, combustion, and emissions, focusing on the theory, models, and their applications from an engine point of view. This volume would be of interest to professionals, post-graduate students involved in alternative fuels, IC engines, engine modeling and simulation, and environmental research.
Author:
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ISBN:
Category : Liquid fuels
Languages : en
Pages : 468
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Author: Michal Pasternak
Publisher: Logos Verlag Berlin
ISBN: 9783832543105
Category : Combustion engineering
Languages : en
Pages : 160
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Book Description
The present work is concerned with the simulation of combustion, emission formation and fuel effects in Diesel engines. The simulation process is built around a zero-dimensional (0D) direct injection stochastic reactor model (DI-SRM), which is based on a probability density function (PDF) approach. An emphasis is put on the modelling of mixing time to improve the representation of turbulence-chemistry interactions in the 0D DI-SRM. The mixing time model describes the intensity of mixing in the gas-phase for scalars such as enthalpy and species mass fraction. On a crank angle basis, it governs the composition of the gas mixture that is described by PDF distributions for the scalars. The derivation of the mixing time is based on an extended heat release analysis that has been fully automated using a genetic algorithm. The predictive nature of simulations is achieved through the parametrisation of the mixing time model with known engine operating parameters such as speed, load and fuel injection strategy. It is shown that crank angle dependency of the mixing time improves the modelling of local inhomogeneity in the gas-phase for species mass fraction and temperature. In combination with an exact treatment of the non-linearity of reaction kinetics, it enables an accurate prediction of the rate of heat release, in-cylinder pressure and exhaust emissions, such as nitrogen oxides, unburned hydrocarbons and soot, from differently composed fuels. The method developed is particularly tailored for computationally efficient applications that focus on the details of reaction kinetics and the locality of combustion and emission formation in Diesel engines.
Author: Rene Thygesen
Publisher: Logos Verlag Berlin GmbH
ISBN: 3832530932
Category : Science
Languages : en
Pages : 157
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Book Description
In order to fulfil future emissions legislations, new combustion systems are to be investigated. One way of improving exhaust emissions is the application of multiple injection strategies and conventional or partially premixed combustion conditions to a Diesel engine. The application of numerical techniques as CFD supports and improves the quality of engine developments. Unfortunately, current spray and combustion models are not accurate enough to simulate multiple injection systems, being in this way a topic of research. The goal of this study was the development of a novel simulation method for the investigation of Diesel engines operated with multiple injection strategies and different combustion modes. The first part of this work focused in improving the spray modelling. The inform ation of 3D CFD simulations of the injector nozzle was introduced in the spray simulation as boundary conditions developing coupling subroutines for this issue. The atomisation modelling was also improved using validated presumed droplet size distributions. Moreover, to avoid the simulation of the injector nozzle for every investigated operating point, a novel interpolating tool was developed in order to create spray boundary conditions based on few 3D CFD simulations of the nozzle under certain initial and boundary conditions. The second part of this thesis dealt with the combustion modelling of Diesel engines. For this issue, a laminar flamelet approach called Representative Interactive Flamelet model (RIF) was selected and implemented. Afterwards, an extended combustion model based on RIF was developed in order to take into account multiple injection strategies. Finally, this new model was validated with a wide range of operating points: applying multiple injection strategies under conventional and partially premixed combustion conditions.
Author: Guanqin Ma
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 226
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Book Description
Dans le cadre de la réduction des émissions polluantes et de la consommation de carburant des moteurs à combustion interne, ces dernières années ont vu le développement de modes de combustion à allumage par compression partiellement prémélangés (LTC, PCCI,..) pour lesquels la cinétique chimique joue un rôle important. Dans ce contexte, le travail présenté dans ce mémoire vise à développer un modèle phénoménologique 1D multizone de combustion Diesel, basé sur un modèle de spray évolué et intégrant différents niveaux de description de la cinétique chimique. L’étude bibliographique réalise un aperçu sur la physique de combustion Diesel et sa modélisation, où l’accent est mis sur les modèles phénoménologiques existants à ce jour. Le modèle élaboré est basé sur la modélisation de spray 1D transitoire de Musculus et al., à laquelle de nombreux développements et améliorations sont apportés, pour passer d’un spray inerte en milieu infini à un spray vaporisant puis brûlant en milieu confiné. Plusieurs approches du calcul de taux de réaction sont envisagées, allant jusqu’à la résolution d’un mécanisme chimique détaillé avec CHEMKIN. Le modèle permet d'analyser l'évolution d'un spray Diesel pendant toute la durée du processus de combustion, de calculer non seulement les paramètres globaux comme la pénétration, l'angle de spray, le délai d’inflammation, la pression et le taux de dégagement de chaleur, mais aussi les paramètres locaux, comme la température et la composition de chaque zone. Ce modèle est tout d’abord confronté à des résultats expérimentaux obtenus dans un réacteur à volume constant(base de données «Engine Combustion Network»).. Il permet de retrouver qualitativement les différentes phases de la combustion (délai, combustion de pré mélange puis établissement d’une flamme de diffusion). L’influence des paramètres du modèle est analysée puis il est confronté à des résultats expérimentaux de sensibilité à la fraction d’O2 et à la température ambiante. Le modèle est ensuite utilisé pour simuler le déroulement de la combustion dans le cas d’un moteur Diesel automobile, avec une chambre à volume variable et des interactions spray / paroi. Là encore, l’influence des quelques paramètres du modèle est étudiée, puis les résultats sont comparés avec des données expérimentales dans de nombreuses configurations impliquant les principaux paramètres de réglage : injection simple ou utilisation d’une injection pilote, pression d’injection, pression de suralimentation, taux d’EGR... Finalement, le modèle développé permet de retrouver des tendances qualitatives, avec un accord quantitatif plus ou moins correct selon les cas et un nombre de paramètres de réglage très restreint.
Author: Qianfan Xin
Publisher: Elsevier
ISBN: 0857090836
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 1087
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Book Description
Diesel Engine System Design links everything diesel engineers need to know about engine performance and system design in order for them to master all the essential topics quickly and to solve practical design problems. Based on the author's unique experience in the field, it enables engineers to come up with an appropriate specification at an early stage in the product development cycle. - Links everything diesel engineers need to know about engine performance and system design featuring essential topics and techniques to solve practical design problems - Focuses on engine performance and system integration including important approaches for modelling and analysis - Explores fundamental concepts and generic techniques in diesel engine system design incorporating durability, reliability and optimization theories
