Multi-Zone Models of Combustion and Heat Transfer Processes in SI Engines

Shrnutí Tato práce představuje sadu nově vyvinutých nástrojů implementovatelných do komplexních kódů pro simulaci spalovacích motorů pro zajištění výpočtů týkajících se vysokotlaké části termodynamického cyklu čtyřdobého zážehového motoru. Tento více-zónový simulační nástroj pracuje na základě jednoduché kvazi-dimenzionální metody reflektující reálnou geometrii spalovacího prostoru a používá specifický přístup k popisu chemické transformace složek. V případech abnormálně rychlých chemických reakcí je klasické kinetické schéma adaptivně kombinováno s flexibilní metodou chemické rovnováhy pro zlepšení numerických vlastností soustavy rovnic. Reálná 3-D geometrie spalovacího prostoru je zohledňována pomocí předem vytvořených geometrických charakteristik. Je zde prezentován nový univerzální nástroj zajišťující tato data. Nový kód má schopnost pracovat v prediktivním stejně jako inverzním módu. Vybrané výsledky týkající se obou těchto režimů jsou prezentovány v závěru příspěvku. Abstract The paper introduces a recently developed toolset to be implemented into the complicated simulation codes for combustion engines to treat the calculations concerning the high-pressure part of the thermodynamic cycle in a four‑stroke spark ignition engine. This multi-zone simulating tool works on the basis of a simple quasi-dimensional method reflecting the real combustion chamber geometry and uses a specific approach to describe the species chemical transformation. Here a standard kinetic scheme is combined adaptively with a flexible method for chemical equilibrium in the cases of abnormally fast chemical reactions to improve the numerical performance of the equation system. Real 3-D combustion chamber geometry is taken into account by means of geometrical characteristics created in advance. A newly generalized tool providing these data is presented here. The new code is also able to work in predictive or inverse mode. The selected results regarding these two points are presented at the end.