Моделирование в программе Дизель-РК
Andrey Kuleshov, Khamid Mahkamov, Timo Janhunen, Victor Akimov, Alexey Kuleshov New Diesel Engine Concept Providing Downsizing And HCCI Combustion At High Load Conditions // JSAE Paper No: 20159169, SAE Paper No.: 2015-01-1791. – 2015, 20 p.
В статье приведены результаты расчетного исследования 2 тактного дизеля с продувкой через клапаны и разделенным сжатием (z-engine). Особенности организации рабочего процесса в этом двигателе позволяют организовать в нем контролируемый HCCI процесс даже на режиме полной мощности и максимального крутящего момента при среднем эффективном давлении 30 бар. Как известно, HCCI процесс позволяет почти полностью исключить образование оксидов азота NOx и сажи в цилиндре двигателя и существенно улучшить экономичность: что позволяет отказаться от системы рециркуляции ОГ, сажевых фильтров и катализаторов. Использованы CFD технологии для расчета течения топлива в штифтовой форсунке с учетом суперкавитации и для расчета развития в цилиндре двигателя конической топливной струи от штифтовой форсунки. Результаты CFD расчета использованы для идентификации феноменологической модели развития струй программы ДИЗЕЛЬ-РК и формирования стратегии многоразового впрыскивания топлива.
Leonid Grekhov, Khamid Mahkamov, Andrey Kuleshov Optimization of Mixture Formation and Combustion in Two-stroke OP Engine Using Innovative Diesel Spray Combustion Model and Fuel System Simulation Software // JSAE Paper No: 20159328 SAE Paper No 2015-01-1859. – 2015, 17 p.
В статье приведен пример численного исследования рабочего процесса 2-таткного среднеоборотного дизеля с противоположно-движущимися поршнями с целью оптимизации его топливной системы и системы наддува для обеспечения наилучшей экономичности при форсировании с 5700 кВт до 8000 и 10000 кВт. В работе использована обновленная версия программы ДИЗЕЛЬ-РК с 3D расчетом развития топливных струй в завихренном заряде камеры сгорания, имеющей сложную форму с канавками для пропуска струй топлива от боковых форсунок.
Andrey Kuleshov, Khamid Mahkamov, Andrey Kozlov, Yury Fadeev Simulation of dual-fuel diesel combustion with multi-zone fuel spray combustion model // ASME 2014 Internal Combustion Engine Division Fall Technical Conference ICEF2014-5700, October 19-22, 2014, Columbus, IN, USA, 14 p.
В статье приведены принципы построения и основные уравнения, используемые в программе ДИЗЕЛЬ-РК для расчета многотопливных двигателей (двигателей, имеющих несколько топливных систем, работающих независимо и подающих разное топливо в одном цикле). Приведено сравнение результатов расчета рабочего процесса среднеоборотного дизеля Вяртсиля W32 (D/S = 320/350) с результатами эксперимента. Показано хорошее совпадение расчетной и экспериментальной кривых скорости тепловыделения.
Andrey Kuleshov, Leonid Grekhov Multidimensional Optimization of DI Diesel Engine Process Using Multi-Zone Fuel Spray Combustion Model and Detailed Chemistry NOx Formation Model // SAE Paper No 2013-01-0882. – 2013, 20 p.
В статье приведен пример решения задачи оптимизации рабочего процесса среднеоборотного дизеля S/D = 265/315 со средним эффективным давлением 27 бар для выполнения экологических нормативов EU Stage IIIB. Оптимизация выполнялась для 3 режимов тепловозной характеристики по таким параметрам как:давление наддува; угол закрытия впускного клапана (цикл Миллера), степень сжатия, количество и диаметр сопел распылителя, угол наклона сопел распылителя в КС, степень рециркуляции ОГ, давление впрыскивания, опережение впрыскивания, форма характеристики впрыскивания (передний фронт). Учитывалась мощность привода насоса сжатия рециркулирующих ОГ. В качестве функции цели оптимального поиска использована синтетическая функция включающая в себя эмиссию NOx, твердых частиц и расход топлива. Для расчета NOx использован детальный кинетический механизм. Для разработки топливной системы, позволяющей получить нужную характеристику впрыскивания, использован программный комплекс ВПРЫСК.
Кулешов А.С., Расчет периода задержки самовоспламенения и скорости низкотемпературного окисления в дизеле при большом опережении впрыска и рециркуляции ОГ // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012.- №10. – С. 48-58.
В статье приводится метод расчета периода задержки самовоспламенения в двигателях с большим опережением впрыска (процесс PCCI / HCCI). Приводятся разные уравнения для расчета периода задержки и результаты расчета по этим уравнениям в сравнении с экспериментальными данными.
Кулешов А.С., Развитие методов расчета и оптимизация рабочих процессов ДВС. Рук. Диссертация докт. техн. наук., МГТУ им. Н.Э.Баумана, Москва, 2011. 235 c. URL: http://www.diesel-rk.bmstu.ru/Rus/Info/Kuleshov_A_S_Simulation_and_Optimization_of_ICE_Working_Processes.pdf
В работе сделан обзор методов расчета важнейших процессов в ДВС: газообмена, теплообмена, сгорания, наддува применительно к ДВС разной размерности и назначения. Приведены результаты расчетов в сравнении с экспериментальными данными. Представленные методы расчета применении в программе ДИЗЕЛЬ-РК.
Kuleshov A.S. Multi-Zone DI Diesel Spray Combustion Model and its application for Matching the Injector Design with Piston Bowl Shape // SAE Tech. Pap. Ser. N 2007-01-1908. – 2007. – P. 1-17.
Приведены примеры расчета рабочих процессов разных двигателей, в том числе судового двухтактного малооборотного Мицубищи. Дан пример расчетного согласования конфигурации струй впрыскиваемого топлива с формой камеры в поршне.
Kuleshov A.S. Multi-Zone DI Diesel Spray Combustion Model for Thermodynamic Simulation of Engine with PCCI and High EGR Level // SAE Tech. Pap. Ser. – 2009. – N 2009-01-1956. – P. 1-21.
Приведена методика расчета сгорания в дизеле, реализованная в программе ДИЗЕЛЬ-РК. Приведены примеры расчета скорости тепловыделения и распределения топлива в характерных зонах дизельной струи.
Kuleshov, A., Kozlov, A., and Mahkamov, K., "Self-Ignition Delay Prediction in PCCI Direct Injection Diesel Engines Using Multi-Zone Spray Combustion Model and Detailed Chemistry," SAE Technical Paper 2010-01-1960, 2010, doi:10.4271/2010-01-1960.
В статье приводится метод расчета периода задержки самовоспламенения в двигателях с большим опережением впрыска (процесс PCCI / HCCI) на основе моделирования детальной кинетики предпламенных реакций. Приводятся разные уравнения для расчета периода задержки и результаты расчета по этим уравнениям в сравнении с экспериментальными данными. Даны примеры расчета в сравнении с экспериментальными данными.