Команда исследователей Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США впервые применила проектирование оптимального процесса сгорания топлива в камере сгорания дизеля с использованием инструмента трехмерной вычислительной гидродинамики. Объединение данных теплопередачи и горения, полученных из разработанных моделей, с требованиями о выбросах сажи и оксида азота (NOx), позволили выполнить сотни высокоточных симуляций для разработки оптимальных конструкций камер сгорания в поршнях.

Дизельный двигатель,камера сгорания, смесеобразование
Моделирование с помощью суперкомпьютеров процесса смесеобразования и сгорания в камере сгорания, расположенной в поршне дизельного двигателя.g

Предоставлено: Чао Сюй / Аргоннская национальная лаборатория.

 

Используя этот метод удалось создать несколько вариантов поршней с оригинальными формами камер сгорания, которые могут повысить эффективность использования топлива при одновременном снижении выбросов. По результатам исследований для проверки результатов моделирования компания Caterpillar создала прототипы наиболее эффективных конструкций, используя методы аддитивного производства.

Одна из особенно многообещающих конструкций камеры сгорания в поршне позволила улучшить процесс смешивания топлива и воздуха и снизить расход топлива почти на 1 %, что является ощутимым улучшением, при уменьшении образования сажи до 20 %.

Таким образом, используя суперкомпьютерные ресурсы, удалось провести подробное моделирование процесса при различных формах поверхности камеры сгорания, расположенной в поршне. Это позволило быстро и точно получить результаты по выбору ее оптимальной формы и намного быстрее протестировать конструкцию на опытном образце, сократив время получения результата с месяцев до недель.

++

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!