Modellazione 1D e 3D di motore a gas Heavy Duty con caratterizzazione sperimentale dello sviluppo del kernel di fiamma (DIT.AD018.099)

Thematic area

Engineering, ICT and technologies for energy and transportation

Project area

Structure responsible for the research project

Istituto di Scienze e Tecnologie per l'Energia e la Mobilità Sostenibili (STEMS)

Project manager

VALENTINA FRAIOLI
Phone number: 081 7177 115
Email: valentina.fraioli@stems.cnr.it

Abstract

Il progetto rientra in un'ampia collaborazione tra CNR STEMS e Total, relativo a ricerche sull'uso di miscele metano-idrogeno in motori HD. La presente attività prevede la modellazione 1D (software GT Suite) e misure di performance ed emissioni per un motore a gas HD, disponibile presso i laboratori STEMS. Saranno riprodotti punti stazionari e condizioni dinamiche di funzionamento del motore, es. cicli WHTC.
Sono inoltre previste simulazioni 3D RANS di tutte le fasi del ciclo motore, necessarie per individuare le caratteristiche del flusso durante le fasi di aspirazione e la composizione chimica della miscela all'inizio della fase di compressione. Correlando opportunamente i risultati numerici conseguiti mediante le diverse piattaforme 1D-3D coinvolte, verrà costruito un set di informazioni necessario all'inizializzazione di calcoli LES realizzati dal committente. A tal fine andranno modellate sia la fase di combustione che i processi di scambio gassoso con moto valvole.
Parallelamente, sarà condotta un'investigazione sperimentale per la caratterizzazione dello sviluppo del kernel di fiamma intorno alla candela, dotando il motore di una specifica candela con fibre ottiche.

Goals

I risultati della campagna numerico-sperimentale serviranno a fornire le condizioni iniziali ed al contorno per simulazioni LES del medesimo propulsore, caratterizzandone il funzionamento sia in punti selezionati del piano operativo che in condizioni dinamiche. Le indagini sperimentali sullo sviluppo del kernel di fiamma consentiranno di disporre di dati essenziali alla validazione ed alla calibrazione del sottomodello di ignizione e combustione per le simulazioni LES. Inoltre, realizzando misure in diversi cilindri con risoluzione ciclica, sarà possibile analizzare l'effetto della variazione ciclica sullo sviluppo del kernel.

Start date of activity

01/12/2021

Keywords

Hd gas engine, 1D engine model, flame kernel

Last update: 02/12/2023