عنوان
استخراج رابطه ضريب افت خم منيفولد ورودي موتور TU5 با مشخصات جريان از طريق شبيه‌سازي سه‌بعدي جريان تراكم‌پذير
نويسنده اصلي
ميلاد ماه جورقاني
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
از بخش‌هاي مهم موتور كه افت فشار در آنها تاثير مستقيمي روي بازده حجمي و عملكرد موتور دارد، منيفولدهاي ورودي و خروجي هستند. در شبيه‌سازي‌هاي معمول يك‌بعدي، افت فشار ايجادشده باضريب افت Kp به سرعت متوسط سيال عبوري ربط داده مي‌شود. براي اين ضريب معمولا از يك عدد ثابت كه از طريق آزمايشهاي پيچيده براي يك شرايط مشخص استخراج مي‌شود، استفاده مي‌گردد. البته در بهبودهاي نرم‌افزاري اخير، به دليل اهميت اين ضريب و نتيجه آن در شبيه‌سازي موتور، امكان كوپل كردن نرم‌افزارهاي سه‌بعدي به نرم‌افزار يك‌بعدي براي تعيين اثر اين قطعات در عملكرد موتور تعبيه شده است كه البته به علت ماهيت سه‌بعدي و آزمون و خطا در حل مسئله كوپل، هزينه محاسبات بسيار بالا مي‌رود. اما يك راه مياني با صرفه‌تر، انجام محاسبات سه‌بعدي مناسب به‌صورت غيركوپل براي منيفولد مد نظر براي حالتهاي مختلف جريان و جايگزيني يك رابطه جبري به جاي عدد ثابت در شبيه‌سازي يك بعدي مي‌باشد.
در پژوهش پيش‌رو با درنظرگرفتن تمامي جوانب يك شبيه‌سازي سه‌بعدي، شش روش حل عددي مختلف مورد بررسي قرار گرفته و سپس با اجراي اين شبيه‌سازي‌ها روي چهار هندسه مختلف در نرم‌افزار ANSYS Fluent و مقايسه مقادير ضريب افت در حالت سيال تراكم‌ناپذير (آب) با ضرايب افت آزمايش ميلر مورد اعتبارسنجي قرار گرفته‌اند تا روشي كه دقيق‌ترين و پايدارترين حل را ارائه مي‌دهد شناسايي شود. سپس با اعمال فرض تراكم‌پذيري با انتخاب سيال عامل هوا با چگالي متغير در شبيه‌سازي، تاثير اين موضوع در مقادير ضرايب اصلاحي رينولدز ميلر هندسه لوله خم درون سيستم ورودي هواي موتور TU5 مورد بررسي قرار گرفته و سپس با استفاده از جعبه ابزار برازش منحني نرم‌افزار MATLAB يك رابطه جديد براي محاسبه اين ضرايب متناسب با مشخصات هندسي خم و فيزيكي جريان استخراج شده‌است.
در بخش نهايي با اجراي شبيه‌سازي يك‌بعدي مدل موتور پايه معتبر در نرم‌افزار GT-POWER سرعت ورودي لوله خم موردنظر در دورموتورهاي مختلف استخراج شده و در شبيه‌سازي سه‌بعدي به عنوان شرايط مرزي جديد مورد استفاده قرار گرفته‌است. با اجراي اين شبيه‌سازي‌ها مشخص شد كه ضرايب افت در شرايط جريان نوساني بايد به دو قسمت جريان روبه‌جلو و جريان‌رو‌به‌عقب تفكيك شوند. اين مقادير در رينولدزهاي بالا مقداري بسيار كم و در رينولدزهاي كم مقداري بسياري بزرگ دارند.
شماره ركورد
192348
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
سيستم محركه
استاد راهنما
دكتر اميرحسن كاكايي