شبیه سازی عددی اشتعال مخلوط سوخت و هوا در موتور اشتعال جرقه ای خورجینی و بهبود محدوده قرارگیری شمع

در این مقاله شبیه­ سازی عددی اشتعال مخلوط سوخت و هوا در یکی از سیلندر­های موتور خورجینی، به روش دینامیک سیالات محاسباتی و مخلوط پیش­ آمیخته انجام گرفته است. مخلوط پیش ­آمیخته شامل ایزواکتان و هوا با نسبت هم­ ارزی ۰.۹ است. شبیه­ سازی موجود با استفاده از روش حجم محدود و احتراق مخلوط پیش­ آمیخته صورت گرفته و همچنین از شبکه دینامیکی در حرکت پیستون استفاده شده است. در این راستا روند تغییرات دما و فشار نسبت به زاویه چرخش میل ­لنگ بررسی شده است. به منظور صحه­ گذاری، از نتایج یک موتور تحقیقاتی استفاده شده و نتایج حاصل از شبیه ­سازی عددی به روش مخلوط پیش ­آمیخته با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است. نتایج شبیه ­­­سازی روش عددی حجم محدود و مخلوط پیش­ آمیخته در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی نشان داد که بیشترین خطای تغییرات فشار بیشینه، به میزان ۲/۲ درصد است. بنابراین می­توان در طراحی موتور­های اشتعال جرقه­ ای از روش عددی ارائه شده استفاده نمود. پس از شبیه­ سازی، به منظور بهینه شدن احتراق و گسترش بهتر جبهه شعله در محفظه احتراق نوع پنت روف، مکان قرار­گیری شمع موتور با شبیه ­سازیهای متعدد در مکان­ های جرقه مختلف بهبود پیدا کرده است. و با توجه به نتایج فشار و دما و کانتور­های جبهه شعله و مقایسه آن ها در تحلیل ­های مختلف به محدوده بهینه­ ای دست یافته شد.