Turbulenzmodellierung für quasidimensionale Motorprozessrechnung

Abstract

In dieser Arbeit wird ein quasidimensionales Ladungsbewegungs- und Turbulenzmodell für ottomotorische Motorprozessrechnung präsentiert. Die Grundlage bildet ein k-epsilon-Turbulenzmodell. Eine Beschreibung von spezifischer turbulenter kinetischer Energie und Dissipation im Zylinder erfolgt nulldimensional. Als Quellterme für Turbulenzproduktion werden die Einflüsse von einströmender kinetischer Energie, Tumble, Kolbenbewegung und Kompression berücksichtigt. Es wird ein Tumble-Modell mit quasidimensionaler Modellierung der Turbulenzproduktion innerhalb des Tumble-Wirbels vorgestellt. Dissipation wird auf Basis eines Turbulenz-Längenmaßes, in Abhängigkeit von Zylindergeometrie und Einlass-Ventilhub bestimmt. Zusätzlich wird die inhomogene Verteilung spezifischer kinetischer Energie während der Einströmphase berücksichtigt. Es wird eine Verbindung des präsentierten Turbulenzmodells mit einem Brennverlaufsmodell für homogene ottomotorische Verbrennung – Entrainmentmodell – gezeigt. Die Ergebnisse werden in Form von vorhergesagten und mittels Druckverlaufsanalyse ermittelten Brennverläufen auf Basis von Messdaten diskutiert.