Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical investigation on the vibration reduction of rotating shaft using different groove shapes of tilt bearing

Abbood Ahmed Imad, Abdulla Fadhel Abbas

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 3

art. no. 2023304

EN

Vibration control is very important for high-speed rotors. Oil film damping is considered an effective vibration-damping method, especially for long shafts in gas turbines, ships, and other high-speed rotating equipment. The existing groove in the internal surface of the tilt bearing increases the amount of oil that flows through the bearing; this is more effective in suppressing the vibration of the rotor system carried by the plain bearing. In order to suppress the vibration of the rotor system, which is supported by sliding bearings, a different groove-shaped oil flow (GSOF) is studied and analysed in this paper. A different shape of grooves in bearings was set up and measured to study the vibration-damping effect of the flow oil shape with GSOF. ANSYS software presents significant benefits to engage Fluent for oil flow with Transient structural for vibration measurements. This paper uses these terms to perform the simulation numerically to explore the groove-shaped damper's damping effect under the rotor system. The study identified three enhancements of vibration and settling time. First, the circular groove showed a 35.71% reduction in amplitude and 10% increase in stilling time; the next one is the circular groove which reduced the amplitude by 42.85% and the settling time by 0%. The third modification was the inclined groove which reduced the amplitude by 42.85% and the settling time by 12%. The last one was the triple-inclined groove, which reduced the amplitude and settling time by 57.14% and 20%, respectively.

2

Low velocity perforation of thick magnesium alloy AM60 plates impacted by rigid conical‑nose impactor

Nowak Zdzisław, Kowalewski Zbigniew L., Szymczak Tadeusz

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e5, 2023

EN

The impact resistance behaviour of the plate made of the AM60 magnesium alloy at the low velocity impact perforation mode is here investigated at room temperature using a numerical approach based on experimental results. Dynamic tests were performed using an impact digital tower on the 10.0 mm thick AM60 magnesium alloy plates using cylindrical impactors with conical-nose shapes of a nominal diameter of 12.0 mm, and a nominal mass of 5.77 kg. The plates were impacted with velocities ranging from 7 to 16 m/s. During the experiments, the failure of the target plates was evaluated. Finite element (FE) model was validated using experimental results. FE simulations of the conducted experiments were performed with ABAQUS software. In simulations the strain rate dependent Johnson-Cook yield criterion with a strain hardening law was accompanied with either the ductile fracture criterion or stress triaxiality-dependent JC fracture criterion to describe the target material properties. The stress and strain distributions for different impactor velocity considered were calculated using initial impact velocity data obtained from the experiments. A range of parameters, like element size, the fracture initiation strain, friction coefficient, etc. which play an important role in the simulation, were studied. The results of numerical simulation were compared with those from the experiment obtained. A good agreement between them was achieved. The failure process of AM60 target-plate revealed that in the case of the conical-nose impactor, the ductile hole enlargement occurs during the initial stage of the impact, and subsequently, a through-thickness fracture develops causing its shear plugging failure.

3

Numerical study of conditions on the staircase during a fire in a public building

Szulc Karolina

Architecture Civil Engineering Environment

|

2022

|

Vol. 15, no. 1

91--102

EN

Fire is one of the most common risks to the environment and human health. Fire, depending on the conditions of combustion and the type of fuel, can emit many toxic products. The paper presents numerical analyzes of the conditions that can occur in a building during a fire. The conditions were analyzed in terms of the safety of the occupants and possible emissions of pollutants into the atmosphere. The temperature, propagation of smoke, and emission of pollutants were analyzed. A numerical model was created using Fire Dynamics Simulator (FDS) software. The model represents a staircase and a corridor in a real building located at the Silesian University of Technology in Poland. The results show that safe conditions are only ensured for a limited time, and emissions can also be harmful to occupants and the environment.

4

Thermal performance enhancement of the mixed convection between two parallel plates by using triangular ribs

Jehhef K. A., Badawy F. A., Hussein A. A.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2021

|

Vol. 26, no. 2

11--30

EN

This paper aims to investigate the mixed convection between two parallel plates of a vertical channel, in the presence of a triangular rib. The non-stationary Navier-Stokes equations were solved numerically in a two-dimensional formulation for the low Reynolds number for the laminar air flow regime. Six triangular ribs heat-generating elements were located equidistantly on the heated wall. The ratio of the ribs to the channel width is varied (h / H = 0.1, 0.2, 0.3 and 0.4) to study the effect of ribs height effects, the ratio of the channel width to the ribs height is fixed constant at (H / w = 2) and the ratio of the channel height to the ribs pitch is fixed at (W/p=10). The influence of the Reynolds number that ranged from 68 to 340 and the Grashof number that ranged from 6.6 ×103 to 2.6 ×104 as well as the Richardson number chosen (1.4, 0.7, 0.4 and 0.2) is studied. The numerical results are summarized and presented as the profile of the Nusselt number, the coefficient of friction, and the thermal enhancement factor. The contribution of forced and free convection to the total heat transfer is analyzed. Similar and distinctive features of the behavior of the local and averaged heat transfer with the variation of thermal gas dynamic and geometric parameters are investigated in this paper. The results showed that the Nusselt number and friction factor increased by using the attached triangular ribs, especially when using the downstream ribs. Also, the results revealed that the Nusselt number increased by increasing the ratio of the ribs to the channel width.

5

Analytical, FEM-numerical and experimental studies of bending of a sandwich plate-strip with metal foam core

Magnucki Krzysztof, Alsdorf Dennis, Lewiński Jerzy, Kowalski Michał, Richter Alexander, Zbierski Andrzej

Pojazdy Szynowe

|

2020

|

Nr 3

1--10

EN

The subject of the study is a sandwich plate-strip subjected to a four-point load. An analytical model of the strip was developed, taking into account the classical zig-zag theory, namely the broken line hypothesis. Three parts of the plate-strip are distinguished: two of them are the edge parts, where bending and the shear effect is considered, the third one is the middle part subjected to pure bending. The total maximum deflection of the plate-strip and the maximum deflection of the selected middle part of the plate-strip are calculated. The FEM-numerical study is carried out similarly to the analytical approach. The experimental study was carried out on the test stand in the Institute of Rail Vehicles TABOR. The analytical, numerical and experimental results are compared each with other. The sandwich panels can be used as parts of the floor or rail vehicle paneling.

6

Analityczne, numeryczne (MES) i doświadczalne badanie zginania trójwarstwowego pasma płytowego z rdzeniem z pianki metalowej

Magnucki Krzysztof, Alsdorf Dennis, Lewiński Jerzy, Kowalski Michał, Richter Alexander, Zbierski Andrzej

Pojazdy Szynowe

|

2020

|

Nr 3

11--19

PL

Przedmiotem badań jest trójwarstwowe pasmo płytowe poddane czteropunktowemu zginaniu. Opracowano analityczny model tego pasma, korzystając z klasycznej teorii linii łamanej nazywanej teorią Zig-Zag. W paśmie tym wyróżniono trzy przedziały: dwa brzegowe, w których występuje zginanie i ścinanie oraz jeden środkowy, w którym występuje czyste zginanie. Wyznaczono całkowite ugięcie maksymalne pasma płytowego oraz maksymalne ugięcie odcinka środkowego. Przeprowadzono obliczenia numeryczne metodą elementów skończonych (MES) dla takiego samego modelu pasma, jak wyżej wspomniany model analityczny. Próbę doświadczalną przeprowadzono na stanowisku badawczym w Instytucie Pojazdów Szynowych. Porównano wyniki badań analitycznych, numerycznych i doświadczalnych. Analizowane płyty warstwowe mogą być stosowane, m. in. jako części podłogi lub poszycia pojazdu szynowego.

7

The numerical investigation of thin-walled beams with modified C-sections

Grenda M.

Archives of Mechanical Technology and Materials

|

2018

|

Vol. 38

57--66

EN

Demand for thin-walled structures has been increasing for many years. Cold-formed, thin-walled channel beams are the subject of presented research. The local elastic buckling and limit load of these beams subjected to pure bending are investigated. This study includes numerical investigation called the Finite Strip Method (FSM). The presented results give a deep insight into behaviour of such beams and may be used to validate analytical models. The number of works devoted to the theory of thin-walled structures has been steadily growing in recent years. It means that is an increasing interest in practical methods of manufacturing cold-formed thin-walled beams with complicated cross-sections, including also beams with web stiffeners. The ratio of transverse dimensions of beam to its wall-thickness is high, therefore, thin-walled beams are prone to local buckling that may interact with other buckling modes. The stability constraints should be always considered when using cold-formed thin-walled beams.

8

Praca cienkościennej struktury kompozytowej w stanie krytycznym

Różyło P.

Przegląd Mechaniczny

|

2017

|

nr 6

36--41

PL

Przedmiotem badań był cienkościenny kompozytowy profil o określonych parametrach geometrycznych. Próbka rzeczywista oraz opracowana numerycznie zostały poddane procesowi osiowego ściskania, podczas którego badano stan krytyczny oraz słabo krytyczny. Model podparto przegubowo na krawędziach stanowiących pra krój poprzeczny badanego profilu, odpowiednio w górnej i dolnej go części. Badania numeryczne wykonywano w zakresie nieliniowej stateczności konstrukcji. Analizę MES przeprowadzono do momentu osiągnięcia wyraźnej utraty stateczności, przy jednoczesnym wyznaczeniu wartości sił krytycznych. Do obliczeń numerycznych wykorzystano system ABAQUS®. Podstawowym aspektem badawczym było wyznaczenie stopnia zbieżności wyników uzyskanych metodą eksperymentalną oraz numeryczną w zakresie dopuszczalnych obciążeń eksploatacyjnych. Badania numeryczne realizowano wyłącznie w i kresie sprężystym, pozwalającym na stateczną pracę cienkościenny konstrukcji.

EN

The object of the research was thin-walled composite profile of certain geometrical parameters. The real and numerical specimen, has under gone a process of axial compression, in which studied critical and poorly after-critical condition. Model was supported articulated on the edges constituting the cross-section of the test profiles in the upper and low parts. Numerical investigations were carried out exclusively in the field of non-linear stability of the structure. FEM analysis was carried out until achieving a clear loss of stability, in order to determine the value the critical force. For the numerical calculations used ABAQUS® program. A key aspect of the research was to determine the level of convergence of the results obtained by experimental and numerical research, to the extent permissible operating loads. Numerical research carried outs exclusively in the field of elastic, which allows you to stable work of thin-walled structures.

9

Wykorzystanie tomografii komputerowej w obliczeniach numerycznych implantów stomatologicznych

Materac A.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2015

|

z. 105

147-150

EN

Computed tomography is one of the most popular and basic methods of imaging of bone structures and human tissue. It is also an essential tool for the virtual treatment planning. It allows to obtain the actual and realistic patient jaw model and simulate the preclinical tests.

10

Badania numeryczne przepływu płynu przez rotametr

Niewalda A.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2015

|

z. 105

171-174

EN

In this paper are presented fluid flows around the float in the rotameter. The author used the commercial computer software from CFD group. The calculation meshed was created for selected float shapes in two and three-dimensional graphics with use Ansys Fluent package. The author analyzed the behavior of the forces working on the float, the pressure distribution and velocity of fluids.

11

Badania numeryczne wybranych właściwości eksploatacyjnych prostych systemów do wygaszania wahań ładunków przewożonych suwnicami

Kosiara A., Skurjat A.

Logistyka

|

2014

|

nr 3

3111--3118

PL

Artykuł dotyczy problematyki wygaszania wahań ładunków przewożonych suwnicami. Jest to problematyka istotna z punktu widzenia bezpieczeństwa pracujących w otoczeniu dźwignic ludzi oraz z punktu widzenia wydajności systemów logistycznych. W artykule opisano zasadę działania prostych systemów antywahaniowych pracujących bez wykorzystania sprzężenia zwrotnego. Przedstawiono główne uproszczenia, jakie na potrzeby takich systemów są przyjmowane przy modelowaniu dynamiki suwnicy. Zwrócono uwagę na to, że uproszczenia te, w pewnych szczególnych przypadkach mogą powodować znaczące obniżenie skuteczności eliminacji wahań transportowanych jednostek ładunkowych. W celu jakościowej oceny efektywności systemów przeciwdziałających oscylacjom przemieszczanych ładunków zbudowano model symulacyjny suwnicy w środowisku MSC Adams. Badania symulacyjne przeprowadzano zakładając dwustopniowe rozpędzanie dźwignicy. Przeanalizowano wpływ masowego momentu bezwładności ładunku, dokładności określenia położenia środka ciężkości ładunku oraz długości układu linowego na wychylenia z położenia równowagi transportowanego obiektu.

EN

The article relates to problems of load oscillation reduction in crane systems. These problems are important from the point of view of safety of people working nearby and logistic systems efficiency. In the article, the principle of simple anti-oscillation systems functioning without positive feedback is presented. Main simplifications used in crane’s dynamics modelling are presented. It was mentioned, that those simplifications can cause a significant reduction of oscillation elimination efficiency of load units. In order to qualitatively estimate efficiency of the systems for damping of oscillations of transported load, a simulation model was built in MSC Adams environment. Simulations were conducted assuming two steps crane acceleration. Influence of significant factors like: rope length, mass moment of inertia of transported load and precision of load’s center of gravity estimation were analyzed.

12

Badania numeryczne emisji tlenku azotu w silniku gazowym

Jamrozik A.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

4793-4802

PL

W pracy zamieszczono wyniki modelowania, w programie Kiva-3V, emisji tlenku azotu badawczego silnika S320ZI, zasilanego paliwem gazowym – metanem. Modelowanie przeprowadzono dla różnych wartości stałych szybkości reakcji kinetycznych tworzenia NO, przyjętych na podstawie wybranej literatury. W wyniku obliczeń uzyskano czasoprzestrzenne rozkłady koncentracji tlenku azotu w komorze spalania silnika badawczego oraz przebiegi zmian stężenia NO w funkcji kąta OWK.

EN

The numerical modelling results of nitric oxide emission of S320ZI research engine, powered by gas fuel – methane, using Kiva-3V software are presented in the paper. The modelling process was carried out for different values of kinetic reaction rate constants of NO formation. Reaction rate constants were adopted on the basis of selected literature. As a result of carried out calculations of nitric oxide concentration in combustion chamber of modelled engine and course of NO concentration variations in function of CA are obtained.

13

Badania numeryczne tworzenia metodą LPCS powłoki z cyny na podłożu aluminiowym

Winnicki M., Małachowska A., Ambroziak A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 1

17-25

PL

W pracy przedstawiono możliwość zastosowania obliczeń termodynamicznych oraz numerycznych w procesie niskociśnieniowego natryskiwania na zimno. Badania rozpoczęto od pomiaru natężenia przepływu gazu roboczego na wyjściu z palnika. Następnie w wyniku obliczeń wyznaczono parametry termodynamiczne panujące w różnych częściach dyszy de Lavala. Pozwoliło to wyznaczyć prędkość oraz temperaturę pojedynczej cząstki o średnicy 20 mim na wyjściu z dyszy. Otrzymane wyniki wprowadzono do programu numerycznego, gdzie przeprowadzono obliczenia osadzania sferycznej cząstki stopu cyny Sn97Cu3 na płaskim podłożu aluminiowym. Wyniki zestawiono i porównano dla wszystkich badanych nastaw urządzenia. W celu weryfikacji obliczeń przeprowadzono eksperyment, w którym wykorzystano zadane parametry, dla których naniesiono po jednym ściegu warstwy. Przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego znaleziono pojedynczo osadzone ziarna i porównano je z wynikami numerycznymi pod względem odkształcenia podczas zderzenia z podłożem.

EN

The paper describes a possibility of thermodynamic and numerical computations application in Cold Spray process. The research began with flow rate measurements of working gas by rotameter at the end of the torch. Next by a huge range of calculations thermodynamic parameters in de Laval nozzle were determined. Further calculations gave a possibility to determine velocity and temperature of a single particle 20 mim in diameter. Obtained results were imported to computer program, where numerical computations of spherical tin alloy (Sn97Cu3) particle deposition on flat aluminum substrate were performed. Numerical results were compared for every given parameters. Finally, several experiments were performed, where in each sample of coating one run was made. Scanning electron microscope was used to find one deposited particle in each run which were compared with numerical results in regard to plastic strain during collision with the substrate.

14

Symulacja opromieniowanego wymiennika ciepła do zastosowań w aparacie do badań zużycia erozyjnego

Prymon M., Wrona J., Zbrowski A.

Problemy Eksploatacji

|

2012

|

nr 2

133-144

PL

W artykule przedstawiono obliczenia modelowe opromieniowanego wymiennika ciepła przeznaczonego do podgrzewania powietrza zasilającego dysze aparatu, służącego do badania odporności na ścieranie materiałów konstrukcyjnych w podwyższonych temperaturach. Przedstawiono uproszczony model wymiennika, którego wyniki porównano z symulacją numeryczną 3D uwzględniającą zarówno wymianę ciepła przez promieniowanie, jak i konwekcję swobodną. Wyniki otrzymane z obliczeń modelowych stanowiły podstawę do zaprojektowania instalacji wyposażonej w odpowiedni wymiennik ciepła, który będzie podgrzewał powietrze do 650°C.

EN

The article presents the model calculation of the radiated heat exchanger intended for the heating of the air supplied to the jets of an apparatus used for testing the resistance of construction materials to scrubbing in the increased temperature. The simplified model of the exchanger is presented, and the outcomes of the calculations are compared to the 3D numeric simulation considering the heat exchange by both radiation and free convection. The results from the computer calculations were a basis for the design of the plant with a proper exchanger that will heat the air up to the 650°C.

15

Intensyfikacja procesu spalania paliwa w procesie wstępnej dekarbonizacji

Dobrowolski B., Duda J., Kazimierczak S.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2012

|

R. 5, nr 9

20-31

PL

Proces wypalania klinkieru ma decydujący wpływ na energochłonność i koszty produkcji cementu. Nowe techniki wypalania w piecach na metodę suchą, z zewnętrznymi cyklonowymi wymiennikami ciepła i układami wstępnej dekarbonizacji, pozwoliły na znaczną intensyfikację produkcji klinkieru oraz poprawę sprawności cieplnej procesu. Nowym problemem jest wykorzystanie w procesie dekarbonizacji paliw z odpadów. Zagadnienia te są szczególnie istotne przy wprowadzeniu dwustopniowego spalania paliwa w piecu obrotowym bez typowego reaktora-dekarbonizatora. W artykule przedstawiono wstępne badania przepływowe komory wzniosu, która została przystosowana do spalania paliwa w systemie AT (powietrze do spalania przez piec). Jednak ze względu na ograniczoną ilość spalanego paliwa (do ok. 20%) i zagrożenie wzrostu emisji NOx poszukuje się innych rozwiązań z doprowadzeniem trzeciego powietrza. Otrzymane wyniki badań numerycznych pozwoliły na szczegółową analizę zjawisk cieplno-przepływowych w komorze wzniosu wieży wymienników i mogą być wskazówką przy jej modernizacji, polegającej na zmianie doprowadzenia powietrza do spalania.

EN

The process of clinker burning has a decisive role on the energy efficiency and cost of production of cement. New techniques of burning in kilns that apply the dry method with external cyclone heaters and systems of initial decarbonization have enabled intensification of the clinker production and improvement of the thermal efficiency of the process. A new issue is associated with the application of alternative fuels made from waste in the process of decarbonization. Such issues are particularly important during the introduction of two-phase fuel combustion in a rotary kiln from which a standard reactor-decarbonizer is excluded. This paper presents the results of the initial testing of flow through a rising chamber, which is adapted to the combustion of fuel in the AT system (combustion air is fed through the furnace). However, due to the limitations in terms of fuel combustion (to around 20%) and hazard of increase in NOx emission, solutions are sought involving feeding of the tertiary air. The results of numerical studied have enabled detailed analysis of thermal and flow phenomena in the rising chamber of the heater tower and can serve as guidelines for its modernization involving alternations in feeding combustion air.

16

Badania numeryczne stanu naprężeń prawidłowej klatki piersiowej

Watras T., Gzik-Zroska B.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2012

|

z. 6

157--162

PL

Celem pracy było przeprowadzenie badań numerycznych stanu naprężeń i odkształceń prawidłowej klatki piersiowej podczas zabiegu resuscytacji w programie ANSYS Workbench. W ramach pracy, sformułowano model 3D klatki piersiowej w programie Mimics a następnie w programie ANSYS dokonano symulacji i analizy stanu naprężeń podczas prawidłowego zabiegu resuscytacji oraz powodującego uszkodzenie żeber.

17

Wytężenie elementów składowych konstrukcji stropów w drewnianych budynkach szkieletowych

Baszeń M., Miedziałowski C.

Materiały Budowlane

|

2011

|

nr 1

97-99

18

Numerical investigations into influence of flow direction of flue gas on formation of powder deposits onto a single horizontal tube

Wacławiak K.

Chemical and Process Engineering

|

2010

|

Vol. 31, z. 2

225-236

EN

Various mechanisms describe formation of boiler deposits during operation, depending on temperature of flue gas, ash particles, and tube surface. Basically lower temperature results in powder deposits, high temperature produces sintered or bonded ones, however, powder deposits form the fastest. Balance of forces acting on a particle of ash impacting onto a boiler superheater tube determines the particle behaviour; its bouncing of the surface or staying there and building the deposit. The paper presents results of numerical two-dimensional modelling of formation of powder deposits onto a single tube of a superheater. It has been shown that using dynamic mesh in the Fluent code enables prediction of the shape of powder deposit. The simulations of deposition were done for flue gas flowing downward and upward in the boiler, at various velocities.

PL

Różne mechanizmy opisują tworzenie osadów kotłowych podczas eksploatacji kotłów energetycznych. Najszybciej tworzą się osady sypkie. Równowaga sił działających na ziarno popiołu padające na rurę przegrzewacza kotłowego decyduje o odbiciu ziarna lub pozostaniu na powierzchni i budowaniu osadu. W pracy przedstawiono wyniki numerycznego dwuwymiarowego modelowania sypkich osadów kotłowych na pojedynczej rurze przegrzewacza. Wykazano, że użycie siatki dynamicznej programu Fluent pozwala przewidywać kształt osadu sypkiego. Wykonano symulacje powstawania osadów w przypadku przepływu spalin w dół i górę kotła z różną prędkością.

19

Ochrona przeciwminowa załogi pojazdów specjanych

Krzystała E

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2010

|

z. 4

289--294

PL

W artykule zaprezentowano wprowadzenie do zagadnienia ochrony przeciwminowej załogi w pojazdach specjalnych. Scharakteryzowano zagrożenia wynikające z oddziaływania fali uderzeniowej wybuchu na załogę pojazdów opancerzonych, przedstawiono tendencje rozwojowe w szczególności wewnętrznych środków ochrony przeciwminowej oraz przedstawiono założenia do dalszych badań eksperymentalno - numerycznych.

EN

In the article an introduction to the issue of the protection of the occupants in the military vehicle is presented. Threat of the occupants which is caused by the shock wave of mine blast, developmental tendency, especially of the internal mine protection devices and assumption to the next experimental - numerical researches are presented as well.

20

Computational study on the effect of injection stratification sequence on diesel IC engine emission of soot and NOx

Lopez-Parra F.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2009

|

Nr 5 (200)

141-154

EN

The work contained in this paper represents the final stage of the PhD project, where the findings from the free-jet flames were applied to a typical Diesel IC engiiie in order to investigate whether a similar outcome was feasible. For this part of the research, a computational study on the effect of staggered fuel injection in a direct injection diesel engine is performed. This work is aimed at exploring the practical applications of previous work by the authors, where simultaneous soot and NOx abatement was achieved in turbulent diffusion flames by means of pulsing the fuel stream. The soot model employed in this investigation is based on the Eddy Dissipation Concept of Magnussen, which represents a reasonable intermediate step between the empirical and the phenomenological models, as it accounts for the effects of small scale turbulence in soot formation and combustion, but does not rely on multi-step reaction mechanisms. The results hereby presented aim to capture realistic soot formation trends that are based on real physical phenomena and, hence, serve as a stepping stone for more specific development work. The geometry was based on a simplified, 60-degree section of a valve-less Caterpillar 3406 single cylinder heavy-duty engine. The RNG k-s model was employed to solve for the turbulence field and the main reaction chemistry was solved with a single-step gasoil-air mechanism, whereas the Eddy Dissipation Concept was employed to predict the turbulence-chemistry interaction and the Discrete Ordinates model used for radiation. The results showed that there is a strong interaction between the pulse sequence and combustion development, although it is difficult to judge whether these differences are due to the dwell between the first two pulses of any sequence or the sequence itself. A 4-pulse injection sequence predicted reduced soot emissions, albeit maintaining higher in-cylinder temperatures during the expansion stroke, which increased the NO x production. The investigation was performed at two engine regimes: 1600 and 2300rpm, with some significant differences in the flame structure and development seen between these.

PL

Praca zawarta w niniejszej publikacji stanowi końcowy etap przewodu doktorskiego, gdzie wyniki z badań wydobywajqcych się z dyszy płomieni były zastosowane do typowego wysokoprężnego silnika spalinowego, w celu oceny czy jest możliwy do uzyskania podobny wynik badań. W tej części badań wykonywane byly numeryczne badania symulacyjne nad wpływem rozłożonego w czasie wtrysku paliwa dla silnika wysokoprężnego z wtryskiem bezpośrednim. Praca to ma na celu zbadanie przez autorów praktycznego wykorzystania wyników dotychczasowych prac, gdzie w dyfuzyjnym płomieniu turbulentnym za pomocą pulsacji strumienia paliwa została osiągnięta jednoczesna redukcja NOx i sadzy. Wykorzystany w niniejszym opracowaniu model sadzy jest oparty o koncepcję wirów rozproszonych Magnussena, co stanowi etap pośredni między modelami empirycznymi i modelami fenomenologicznymi, jak i obejmuje on w małej skali efekt turbulencji przy tworzeniu i spalaniu sadzy, ale nie jest oparty na wieloetapowych mechanizmach reakcji. Przedstawione niniejszym wyniki mają na celu uchwycenie realistycznych trendów w tworzeniu się sadzy, trendów, które są oparte na rzeczywistych zjawiskach fizycznych, a więc mogą służyć jako podstawa do bardziej szczegółowych prac rozwojowych. Geometria została oparta na uproszczonym jednocylindrowym bezzaworowym przekroju 60-stopniowego silnika Caterpillar 3406 do maszyn ciężkich. Do rozwiązania problemu w obszarze turbulencji został wykorzystany model RNG k-ε a chemię głównych reakcji rozwiązano za pomocą jednokrokowego mechanizmu: olejnapędowy-powietrze, podczas gdy do przewidywania wyników wzajemnego oddziaływania turbulencji i chemii została wykorzystana koncepcja rozpraszania wirów a dyskretny model współrzędnych wykorzystano do oceny promieniowania. Wyniki wykazały że istnieje silne oddziaływanie pomiędzy sekwencją impulsów i rozwojem procesu spalania, chociaż trudno jest ocenić czy różnice to wynikają z oddziaływania pomiędzy dwoma pierwszymi impulsami w dowolnej sekwencji czy też w samej sekwencji impulsów. Przewiduje się że sekwencja 4 impulsów wtrysku spowoduje zmniejszenie emisji sadzy, aczkolwiek utrzyma wyższą temperaturę w cylindrach podczas suwu rozprężania, która to zwiększa wydzielanie NOx. Badania przeprowadzono w dwóch obszarach pracy silnika: 1600 i 2300 obr/min, a pomiędzy tymi obszarami uwidaczniają się niektóre istotne różnice w strukturze i rozwoju płomienia.