Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 2011

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: Sub-Grid-Scale models

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Combustion of ethanol-air mixtures in closed vessel - comparison of simulations with the use of RANS and LES method

Jaworski P., Żbikowski M., Teodorczyk A.

Silniki Spalinowe

2011

R. 50, nr 3

Large Eddies Simulations (LES) has become recently a powerful computational tool with application to turbulent flows. It links classical Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) approach and Direct Numerical Simulation (DNS). This modeling approach computes the large eddies explicitly in a time-dependent simulation using the filtered Navier-Stokes equations. Filtering is essentially a mathematical manipulation of the exact Navier-Stokes equations to remove the eddies that are smaller than the size of the filter. LES resolves the large flow scales that depend directly on the geometry where small scales are modeled by the sub-grid-scale models. LES is expected to improve the description of the aerodynamic and combustion processes in Internal Combustion Engines. With LES it is possible to resolve the essential part of the flow energy, yielding reliable results. Proper predictions depend on the quality of sub-grid-scale (SGS) models. In this paper the results of computational analysis are compared with experimental results for combustion in constant volume chamber. In that way there is a possibility to see the difference in results of initial flame kernel and laminar flame development. Simulations were made with two CFD codes: Fire and Fluent, which allowed to compare the experimental and simulation results for RANS and LES method and make further improvement in LES combustion model for application in full engine simulation.

LES jest znakomitym narzędziem obliczeniowym przepływów turbulentnych łączącym powszechnie używaną metodę RANS (Reynolds Average Navier Stokes Equation) z DNS (Direct Numerical Simulation). W skrócie metoda LES opiera się na zastosowaniu filtru do równań Naviera-Stokesa i wprowadzeniu rozdziału na zjawiska wielko-skalowe (duże wiry) oraz drobno-skalowe. Zjawiska wielko-skalowe są obliczane przez bezpośrednie rozwiązanie przefiltrowanych równań N-S, natomiast drobno-skalowe są modelowane w skali podsiatkowej. Możliwe jest dzięki temu bezpośrednie obliczenie dużych wirów i wirów biorących udział w procesie kaskadowym. Wiry małe, zależne głównie od lepkości są modelowane, ale wymaga to zastosowanie odpowiednio gęstej siatki od której zależy proces filtrowania. Filtrowanie jest matematyczną manipulacją równań N-S polegającą na wyodrębnieniu wirów z turbulentnego pola przepływu, które są większe niż wielkość zastosowanego filtru. Mimo to właściwe wyniki symulacji uzależnione są również od jakości modelowania w skali podsiatkowej. W pracy przedstawiono porównanie wyników badań eksperymentalnych i symulacyjnych procesu spalania mieszanki ethanolu z powietrzem w komorze o stałej objętości. Celem tej pracy jest przedstawienie pierwszych wyników dla tworzonego modelu spalania w LES.

Combustion of ethanol-air mixtures in closed vessel comparison of simulation with the use of RANS and LES method

Jaworski P., Żbikowski M., Teodorczyk A.

Archivum Combustionis

2011

Vol. 31 nr 4

223-232

Large Eddies Simulation method (LES) has become a powerful computational tool with application to turbulent flows. It links classical Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) approach and Direct Numerical Simulation (DNS). This modeling approach computes the large eddies explicitly in a time-dependent simulation using the filtered Navier-Stokes equations. LES resolves the large flow scales that depend directly on the geometry where small scales are modeled by the sub-grid-scale models. LES is expected to improve the description of the aerodynamic and combustion processes in Internal Combustion Engines. With LES it is possible to resolve the essential part of the flow energy, yielding reliable results. Proper predictions depend on the quality of sub-grid-scale (SGS) models. In this paper the computational analysis is compared with experimental results in constant volume chamber. In that way there is a possibility to see the difference in results of initial flame kernel development and laminar flame speed. The calculations were made for two different combustion models. This allows to compare the experimental and simulation results for RANS (Fire ECFM combustion model) and LES (Fire) method and make further improvement in LES combustion model for application in full engine simulation.