A LES Numerical Approach for Investigating the Cycle-to-Cycle Combustion Pressure Variability in a Direct Injection Gasoline Engine

Andrzej Teodorczyk , Piotr Jaworski , P. Priesching , R. Tatschl

Abstract

The Large Eddy Simulation method (LES) has become a powerful computational tool for the application to turbulent flows. It links the classical Reynolds Averaged Navier–Stokes (RANS) approach and Direct Numerical Simulation (DNS). This means that the large eddies are computed explicitly in a time-dependent simulation using the filtered Navier-Stokes equations. The LES resolves the large flow scales that depend directly on the geometry where the small scales are modelled by the sub-grid-scale models. LES is expected to improve the description of the aerodynamic and combustion processes in Internal Combustion Engines. This paper addresses the topic of developing the combustion model GCM (Gradient Combustion model) for the Large Eddy Simulation (LES) method. Another part of this paper presents numerical investigations of cycle-to-cycle combustion pressure variability with comparison to experimental data. The Gradient Combustion model (GCM) based on the Turbulent Flame Speed Closure Model (TFSCM) is validated against the experimental data for a multi-cycle gasoline direct injection research engine (SCRE). It is shown that the introduced combustion model is stable and capable of proper representation of the experimental results which is one of the assets of the LES method
Author Andrzej Teodorczyk (FPAE / IHE)
Andrzej Teodorczyk,,
- The Institute of Heat Engineering
, Piotr Jaworski (FPAE / IHE)
Piotr Jaworski,,
- The Institute of Heat Engineering
, P. Priesching
P. Priesching,,
-
, R. Tatschl
R. Tatschl,,
-
Journal seriesCombustion Engines, [Combustion Engines. Silniki Spalinowe], ISSN 2300-9896, [0138-0346]
Issue year2013
Vol154
No3
Pages794-799
Publication size in sheets0.3
Keywords in Polishwtrysk bezpośredni, fluktuacje cykliczne, LES, spalanie, silnik benzynowy, SCRE
Keywords in Englishgasoline engine, direct injection, cycle-to-cycle variability, LES, combustion, SCRE
Abstract in PolishMetoda LES jest obecnie zaawansowanym narzędziem numerycznym do analizy przepływów turbulentnych. Metoda LES opiera się na połączeniu klasycznej metody uśredniania równań Naviera-Stokes (RANS) z bezpośrednią analizą numeryczną (DNS). Oznacza to, że duże struktury wirowe są rozwiązywane niejawnie poprzez filtrowanie równań Naviera-Stokesa. W metodzie LES oznacza to obliczanie przepływu dużej skali, który zależy od geometrii, podczas gdy przepływ w małej skali jest modelowany modelem podsiatkowym (ang. Sub-grid-scale models, SGS). Uważa się, że metoda LES pozwoli na poprawienie numerycznego opisu aerodynamiki i procesów spalania w silnikach tłokowych. Artykuł przedstawia wyniki prac rozwojowych nad modelem spalania w metodzie LES. Model GCM (model spalania oparty na metodzie gradientu) został zastosowany do obliczeń wielocyklicznych i ich weryfikacji z wynikami eksperymentalnymi. Wyniki eksperymentalne pozyskano z badań na jednocylindrowym silniku badawczym (SCRE) o wtrysku bezpośrednim. W pracy pokazano, że model spalania jest stabilny numerycznie oraz otrzymane wyniki są zgodne z wynikami eksperymentalnymi, co jest jedną z ważniejszych zalet metody LES
URL http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-761ecfdb-4022-4569-9fd6-cf55079a65c2
Languageen angielski
Score (nominal)13
ScoreMinisterial score = 7.0, 05-09-2019, ArticleFromJournal
Ministerial score (2013-2016) = 13.0, 05-09-2019, ArticleFromJournal
Citation count*
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?