Application of Flame Speed Closure Model to RANS Simulations of Stratified Turbulent Combustion in a Gasoline Direct-Injection Spark-Ignition Engine

Huang, Chen; Yasari, Ehsan; Johansen, Lars Christian Riis; Hemdal, Stina; Lipatnikov, Andrei

doi:10.1080/00102202.2015.1083988

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“…A nivel mundial se emiten leyes para regular la cantidad de contaminantes emitidos por los motores de combustión a la atmósfera, razón por la cual los fabricantes han desarrollado nuevas tecnologías como vehículos híbridos y eléctricos, pero debido a que este tipo de tecnología todavía no satisface completamente las expectativas de los consumidores, se han visto en la necesidad de desarrollar nuevas tecnologías usando combustibles fósiles, como la inyección directa a gasolina, con el objetivo de cumplir estas normas. Esta tecnología se comercializa en todo el mundo e introduce nuevos conceptos y elementos, además de rediseñar el funcionamiento de algunos elementos ya utilizados en los sistemas tradicionales de inyección indirecta a gasolina los cuales se manifiestan con respecto al ingreso de aire, el suministro de combustible, el salto de chispa y la emisión de gases contaminantes (Rodríguez and Cheng, 2016); (C. Huang et al, 2016). Pero la variación del funcionamiento de los distintos elementos depende del modo de trabajo seleccionado por el módulo de control electrónico, por esto la importancia de conocer la selección del modo de trabajo ya que no hay ningún indicador o parámetro de identificación en la línea de datos que indique el modo de trabajo que se está ejecutando.…”

Section: Introductionunclassified

Estratificación de un motor de inyección directa a gasolina al variar la altitud.//Stratification of a gasoline direct injection to vary altitude.

Leguísamo-Milla

Celi-Ortega²,

Cedeño³

et al. 2019

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En este artículo se desarrolla una metodología experimental con el objeto de determinar la estratificación de la mezcla aire- combustible que se produce en un motor de inyección directa a gasolina, que puede ser homogénea, homogénea pobre y estratificada. Al variar el nivel de altura geográfica en el vehículo de 0 a 4000 metros de altura con respecto al nivel del mar. Determinando cuáles son los parámetros que inciden directamente en la estratificación de la mezcla aire combustible conocidos como modo de trabajo, mediante el estudio del sistema GDI y la aplicación de una prueba experimental dinámica en base a normas y protocolos desarrolladas por la SAE. Utilizando un escáner automotriz de última generación y un GPS, aplicados a un vehículo MAZDA CX-5. Los resultados de las pruebas realizadas revelan cuando se producen los modos de trabajo homogéneo pobre, homogéneo y estratificado en las pruebas. Además, indican cómo influye la variación de la altura en la selección de estos modos de trabajo cada 500 metros de altura y muestran cómo se puede identificar cada modo de trabajo con el escáner mediante la línea de datos, y entender los cambios en el funcionamiento debido a la variación del modo de trabajo. AbstractIn this article an experimental methodology is developed in order to determine the stratification of the air-fuel mixture produced in a gasoline direct injection engine, which can be homogeneous, lean homogeneous and stratified. By varying the level of geographical height in the vehicle from 0 to 4000 meters above sea level. Determining which are the parameters that directly affect the stratification of the fuel air mixture known as working mode, through the study of the GDI system and the application of a dynamic experimental test based on standards and protocols developed by the SAE. Using an automotive scanner of last generation and a GPS, applied to a MAZDA CX-5 vehicle. The results of the tests carried out reveal when poor homogeneous, homogeneous and stratified working modes are produced in the tests. In addition, they show how height variation influences the selection of these working modes every 500 metres in height and show how each working mode can be identified with the scanner via the data line, and understand the changes in operation due to variation in working mode.

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Section: Introductionunclassified

Estratificación de un motor de inyección directa a gasolina al variar la altitud.//Stratification of a gasoline direct injection to vary altitude.

Leguísamo-Milla

Celi-Ortega²,

Cedeño³

et al. 2019

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“…So far, modelling of stratified charge and the effects of late injection have been predominantly carried out using CFD. [4][5][6][7][8][9] However, some research exists into quasidimensional stratified fuel models. [10][11][12][13] For example, the stratified model developed by Aghdam 10 used a radially varying equivalence ratio.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Thermodynamic modelling of a stratified charge spark ignition engine

Smith

Roberts

Kountouriotis

et al. 2018

International Journal of Engine Research

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Combustion of a charge with spatially and temporally varying equivalence ratio in a spark ignition engine was modelled using the Leeds University Spark Ignition Engine quasi-dimensional thermodynamic code. New sub-models have been integrated into Leeds University Spark Ignition Engine that simulate the effect of burnt gas expansion and turbulent mixing on an initial equivalence ratio distribution. Realistic distribution functions were used to model the radially varying equivalence ratio. The new stratified fuel model was validated against experimental data, showing reasonable agreement for both the pressure trace and percentage heat released. Including the effect of turbulent mixing was found to be important to reproduce the trend in the differences between the stratified and homogeneous simulations.

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“…The k-ԑ model is also used to involve the turbulent effect within the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) framework (Tangermann et al 2010, Ahmed and Prosser 2016, and Huang et al 2016, which is a main approach used to simulate the premixed combustion and turbulence problem. Density varies during combustion.…”

Section: Modelling Of the Flame And Combustionmentioning

confidence: 99%

Effects of turbulence intensity and length scale on the flame location of premixed turbulent combustion in a diffuser combustor

Nazzal

Ertunç

2017

JTST

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This study focused on the dependency of the flame location of a premixed propane-air flame on turbulence intensity and length scale. The flame location was investigated using a diffuser-type combustor to show the response of the flame location to varying turbulence intensities and length scales without changing the mixture velocity, i.e., the thermal power. Combustion simulations were conducted using a coherent flame model within the framework of Reynolds-averaged Navier-Stokes equations under unsteady state conditions. The flame generally moved toward the combustor inlet with increases in turbulence intensity and length scale. The combustion and inlet turbulence caused a flow separation mainly downstream of the flame front. Consequently, the secondary flow structures influenced the flame topology and location.

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Application of Flame Speed Closure Model to RANS Simulations of Stratified Turbulent Combustion in a Gasoline Direct-Injection Spark-Ignition Engine

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Estratificación de un motor de inyección directa a gasolina al variar la altitud.//Stratification of a gasoline direct injection to vary altitude.

Estratificación de un motor de inyección directa a gasolina al variar la altitud.//Stratification of a gasoline direct injection to vary altitude.

Thermodynamic modelling of a stratified charge spark ignition engine

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