Direct Injection Diesel Engine Simulation: A Combined Numerical and Experimental Approach from Aerodynamics to Combustion

Dillies, Bruno; Ducamin, Arnaud; Lebrere, Laurent; Neveu, Fabrice

doi:10.4271/970880

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“…Such chemistry-dependent models can be used to predict reasonable values for ignition delay provided that detailed reaction schemes [1] or simplified schemes tuned for certain applications [11][12][13] are employed. However, investigations conducted on simple counterflow or coflow flame configurations [3][4][5][6][7][8][9][10] have shown that this approach is compromised when turbulent mixing plays an important role in determining reaction rates during the ignition period.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Ignition models typically used in engine simulations [1,[11][12][13] predict reaction rates during the ignition period based on a purely chemistry-dependent approach under the assumption of small Damkö hler number. Such chemistry-dependent models can be used to predict reasonable values for ignition delay provided that detailed reaction schemes [1] or simplified schemes tuned for certain applications [11][12][13] are employed.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Modeling of chemical and mixing effects on methane autoignition under direct-injection, stratified charged conditions

Hong

Wooldridge

Assanis

2002

Proceedings of the Combustion Institute

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Fundamental experiments and direct numerical simulations indicate that reaction rates during the ignition delay of direct-injection, stratified charge mixtures are determined by both chemical reaction and mixing rates. Consequently, the commonly used, purely chemistry-dependent approach for predicting ignition is no longer valid when the mixing rate limits the reaction rates. This work proposes an improved approach for predicting the reaction rates during ignition delay which accounts for both chemistry and mixing. Initially, reaction rates are determined using only the chemical reaction rate. Subsequently, a transition is made to the use of a modified eddy dissipation concept in which reaction rates are determined based on interaction between chemical reaction rates and mixing rates. To illustrate and validate the model, compression ignition under stratified charged conditions is considered for methane/air mixtures with temperatures ranging from 1200 to 1500 K. The predictions agree well with the experimental results qualitatively as well as quantitatively. Furthermore, by comparing our approach against a chemistry-only model, conditions where mixing plays an important role in predicting reaction rates during the ignition period are identified.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modeling of chemical and mixing effects on methane autoignition under direct-injection, stratified charged conditions

Hong

Wooldridge

Assanis

2002

Proceedings of the Combustion Institute

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“…El modelo k − ε [136] es el más extendido [137][138][139][140][141] para el cálculo de los efectos de la turbulencia mediante CFD. Se trata de un modelo semiempírico en el que la viscosidad turbulenta se expresa a través de la ecuación:…”

Section: Herramientas Teóricasunclassified

Metodología Para La Medida De Partículas en Condiciones Dinámicas De Operación Del Motor Diésel

Rodríguez¹

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ResumenLas estrictas normativas aplicadas a los motores Diesel y los cambios en la medida de partículas a través de métodos no gravimétricos, han supuesto una mayor exigencia al diseño y optimización de estos motores en cuanto a su emisión de contaminantes. De igual manera existen requerimientos más estrictos para las técnicas y metodologías de medida que se deben emplear para evaluar dichas emisiones.Desde el año 2003 un grupo de expertos sobre contaminación y energía auspiciados por la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa (UNECE-GRPE), inicio el programa para la medida de partículas "Particle Measurement Programme (PMP)", con el fin de desarrollar nuevas técnicas que permitan sustituir o complementar al método gravimétrico de medida de partículas el cual, se viene aplicando en Europa desde 1993 cuando se implementó la normativa EURO 1.El método propuesto por el PMP especifica la medida de concentración numérica de partículas cuyo diámetro sea mayor que 23 nm. En este caso las partículas sólidas se definen como las partículas que pueden permanecer en el aerosol de escape después de ser diluido y sometido a un proceso de calentamiento en un tubo de evaporación, cuya temperatura está controlada entre 300°C y 400°C.Con el objetivo de desarrollar una metodología alternativa a la propuesta por el PMP, la tesis doctoral que se presenta se ha basado en el estudio teórico -experimental de distintos parámetros que afectan a la medida de partículas cuando el motor está trabajando en condiciones de operación transitorias. En el trabajo se aborda el desarrollo de una metodología de medida definida a partir de la estimación teórica del efecto de distintos factores del sistema de muestreo, así como la validación experimental de los efectos de estos factores sobre la medida.Aplicando de forma estricta la metodología desarrollada, se han realizado estudios con el fin de caracterizar la emisión de partículas del motor Diesel, bajo distintas condiciones de operación dinámicas, así como la evaluación de diferentes formulaciones de combustibles. En estos estudios el análisis de resultados se ha centrado en determinar la influencia de las condiciones de operación sobre la emisión total de partículas, la distribución de tamaños y concentración de partículas de la moda núcleos, a la cual pertenecen la mayor parte de las partículas con diámetros inferiores a 23 nm. ResumLes estrictes normatives aplicades als motors Diesel i els canvis en la mesura de partícules per mètodes no gravimètrics han suposat una major exigència al disseny i optimització d'aquests motors pel que fa a la seua emissió de contaminants. De la mateixa manera hi ha requeriments més estrictes per les tècniques i metodologies de mesura que s'han d'emprar per avaluar aquestes emissions.Des de l'any 2003 un grup d'experts sobre contaminació i energia patrocinats per la Comissió Econòmica de les Nacions Unides per a Europa (UNECE-GRPE) va iniciar el programa per a la mesura de partícules "Particle Measurement Programme (PMP)", amb la finalitat de desenvo...

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“…Sin embargo, para estos estudios se decide utilizar el modelo k-ε [97], por ser el más robusto, de consumo computacional razonable, y el más utilizado en aplicaciones de motores Diesel con resultados aceptables [46,59,78,125,135].…”

Section: Modelo De Turbulenciaunclassified

“…Aunque existen varios modelos de combustión, algunos implementados en los códigos comerciales CFD, aún requieren muchas mejoras para ser realmente predictivos, debido a la gran complejidad de los fenómenos asociados a la combustión [28,46]. Dada la dificultad para reproducir con exactitud el proceso de encendido de la combustión, resulta complicado predecir el fenómeno de resonancia provocado por el autoencendido de los motores Diesel.…”

Section: Introductionunclassified

Estudio CFD de la resonancia en la cámara de combustión de Motores Diesel HDI

Ramírez¹,

José²

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Direct Injection Diesel Engine Simulation: A Combined Numerical and Experimental Approach from Aerodynamics to Combustion

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Modeling of chemical and mixing effects on methane autoignition under direct-injection, stratified charged conditions

Modeling of chemical and mixing effects on methane autoignition under direct-injection, stratified charged conditions

Metodología Para La Medida De Partículas en Condiciones Dinámicas De Operación Del Motor Diésel

Estudio CFD de la resonancia en la cámara de combustión de Motores Diesel HDI

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