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Pflaum, Thomas:
Aufbau eines Simulationsmodells zur Ermittlung der innermotorischen Strömungsvorgänge eines Zweitakt-Doppelkolbenmotors : D04/15.
Bayreuth
,
2015
(Diplomarbeit,
2015, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl Konstruktionslehre/CAD)
Abstract
Ziel dieser Arbeit ist der Aufbau von Simulationsmodellen in ANSYS 15.0 CFX, mit denen verschiedene Analysen zum Zweitakt-Doppelkolbenmotor durchgeführt werden können. Es wurden bereits Vorabuntersuchungen mit der CFD-Software ANSYS CFX hinsichtlich der Zylinderströmung im genannten Doppelkolben-Zweitakt-Ottomotor des Lehrstuhls für Konstruktionslehre und CAD durchgeführt. Allerdings konnte im Rahmen dieser Teamprojektarbeit nicht der komplette Kolbenhub bis zum realen oberen Totpunkt simuliert werden, da offensichtlich aufgrund der \glqqMesh Deformation\grqq, d. h. der durch die Kolbenbewegung hervorgerufenen Netzverformung, \glqqnegative\grqq Volumenelemente entstanden und den Solver zum Lösungsabbruch zwangen. In Fortführung der Untersuchungen aus der o.a. Arbeiten soll in dieser Arbeit in einem ersten Schritt ein Simulationsmodell in ANSYS CFX 15.0 aufgebaut werden, das unter Verwendung der realen Motorkinematik ohne Abbruchfehler rechnet und so strömungstechnische Daten unter realen Bedingungen hinsichtlich Kolbenhub und Kompression liefern kann. Auf Grundlage dieses Modells erfolgt ein Vergleich zweier Strömungsberechnungen mit unterschiedlich feiner Netzstruktur, wobei die Unterschiede anhand der aufgelösten Strömungsdetails und der Durchflussmenge dargestellt werden. Eine Zielsetzung ist die Erstellung eines Modells, mit dem die während der Verbrennung auftretenden Drücke und Temperaturen abgebildet werden können, um Spül- bzw. Ladungswechselvorgänge unter diesen extremen Bedingungen zu simulieren. Weiterhin ist die Modellierung so zu gestalten, dass zwischen Alt- und Frischgas unterschieden werden kann. In einem nächsten Schritt sollen erste Versuche unternommen werden, in CFX eine Verbrennung zu modellieren und in das Simulationsmodell des Doppelkolbenmotors einzubinden.