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2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

52. Simulation der Dieselverbrennung

verfasst von: Dr.-Ing. Christian Krüger, Dr. rer. nat. Frank Otto

Erschienen in: Grundlagen Verbrennungsmotoren

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Die Kapitel 52 und 53 sind der strömungsmechanischen Simulation der turbulenten Verbrennung für Diesel‐ wie Ottomotoren gewidmet. Im Kern geht es dabei nur um die turbulente Mittelung des Quellterms der Speziestransportgleichungen (47.18); allerdings ist unmittelbar einsichtig, dass dies ein schwieriges Unterfangen darstellt, da Reaktionskinetik typischerweise exponentiell von der Temperatur abhängt. Der notwendige Modellierungsaufwand dafür ist nicht unerheblich. Mit der reinen Applikation kommerziell standardisierter Modellierungen kommt man (leider) immer noch nicht sehr weit.
Es sei darauf hingewiesen, dass wir uns hier ausschließlich mit motorischer Verbrennung beschäftigen, d. h. mit instationären, turbulenten Verbrennungsprozessen in komplexen, bewegten Geometrien, in Folge oder in Begleitung von komplexen Gemischbildungsvorgängen. Von daher wird schnell klar, dass viele Verbrennungsmodellierungen, die für wesentlich einfachere Randbedingungen entwickelt wurden, nicht auf Motoren übertragbar sind. Ein weiteres großes Problem für die nachhaltige Etablierung allgemein bewährter Modellierungsfortschritte stellt auch nach wie vor das Fehlen eines zuverlässigen Strahlmodells dar, da dadurch eine Bewertung der Qualität eines Verbrennungsmodells schwierig wird.
Fußnoten
1
Gerade im motorischen Kontext wird der Begriff „Realgas“ häufig nicht korrekt gebraucht. „Realgasverhalten“ bezieht sich auf den Fall, dass die innere Energie volumen‐ oder druckabhängig wird (also z. B. auf ein Van‐der‐Waals’sches Gas, siehe auch Stumpf und Rieckers 1976). Ein Gas, bei dem lediglich die Temperaturabhängigkeit der spezifischen Wärme berücksichtigt wird, ist nach wie vor ein ideales Gas. Auch ein inertes Gemisch idealer Gase ist selbst ideal.
 
Literatur
Zurück zum Zitat Bilger, R.W.: Conditional moment closure for turbulent reacting flow. Phys. Fluids A 5(2), 436–444 (1993) CrossRef Bilger, R.W.: Conditional moment closure for turbulent reacting flow. Phys. Fluids A 5(2), 436–444 (1993) CrossRef
Zurück zum Zitat Dederichs, A.S., Balthasar, M., Mauß, F.: Modeling of NO x and soot formation in diesel combustion. Oil Sci. Technol. 54, 246–249 (1999) Dederichs, A.S., Balthasar, M., Mauß, F.: Modeling of NO x and soot formation in diesel combustion. Oil Sci. Technol. 54, 246–249 (1999)
Zurück zum Zitat Halstead, M.P., Kirsch, L.J., Quinn, C.P.: The autoignition of hydrocarbon fuels at high temperatures and pressures – fitting of a mathematical model. Combust. Flame 30, 45–60 (1977) CrossRef Halstead, M.P., Kirsch, L.J., Quinn, C.P.: The autoignition of hydrocarbon fuels at high temperatures and pressures – fitting of a mathematical model. Combust. Flame 30, 45–60 (1977) CrossRef
Zurück zum Zitat Hiroyasu, H., Kadota, T., Arai, M.: Development and use of a spray combustion modeling to predict diesel engine efficiency and pollutant emission. Part 1: combustion modeling. Bull JSME 26, 569–575 (1983) CrossRef Hiroyasu, H., Kadota, T., Arai, M.: Development and use of a spray combustion modeling to predict diesel engine efficiency and pollutant emission. Part 1: combustion modeling. Bull JSME 26, 569–575 (1983) CrossRef
Zurück zum Zitat Klimenko, A.Y., Bilger, R.W.: Conditional moment closure for turbulent combustion. Prog. Energy Comb. Sci. 25, 595–687 (1999) CrossRef Klimenko, A.Y., Bilger, R.W.: Conditional moment closure for turbulent combustion. Prog. Energy Comb. Sci. 25, 595–687 (1999) CrossRef
Zurück zum Zitat Lehtiniemi, H., Amnéus, P., Mauss, F., Balthasar, M., Karlsson, A., Magnusson, I.: Modeling diesel spray ignition using detailed chemistry with a flamelet progress variable approach. Towards Clean Diesel Engines, Lund (2005) Lehtiniemi, H., Amnéus, P., Mauss, F., Balthasar, M., Karlsson, A., Magnusson, I.: Modeling diesel spray ignition using detailed chemistry with a flamelet progress variable approach. Towards Clean Diesel Engines, Lund (2005)
Zurück zum Zitat Nagle, J., Strickland-Constable, R.F.: Oxidation of carbon between 1000–2000 °C Bd. 1. Pergamon Press, London, S. 154–164 (1962) Nagle, J., Strickland-Constable, R.F.: Oxidation of carbon between 1000–2000 °C Bd. 1. Pergamon Press, London, S. 154–164 (1962)
Zurück zum Zitat De Paola, G., Mastorakos, E., Wright, Y.M., Boulouchos, K.: Diesel engine simulations with multi-dimensional conditional moment closure. Combust. Sci. Technol. 180(5), 883–899 (2008) CrossRef De Paola, G., Mastorakos, E., Wright, Y.M., Boulouchos, K.: Diesel engine simulations with multi-dimensional conditional moment closure. Combust. Sci. Technol. 180(5), 883–899 (2008) CrossRef
Zurück zum Zitat Patterson, M.A., Reitz, R.D.: Modelling the effects of fuel spray characteristics on diesel engine combustion and emissions. SAE Paper 980131 (1998) Patterson, M.A., Reitz, R.D.: Modelling the effects of fuel spray characteristics on diesel engine combustion and emissions. SAE Paper 980131 (1998)
Zurück zum Zitat Peters, N.: Turbulent Combustion. Cambridge University Press, Cambridge UK (2000) CrossRef Peters, N.: Turbulent Combustion. Cambridge University Press, Cambridge UK (2000) CrossRef
Zurück zum Zitat Rao, S., Rutland, C.J.: A flamelet timescale combustion model for turbulent combustion in KIVA. 12th Int. Multidim. Engine Modeling User’s Group Meeting at the SAE Congress (2002) Rao, S., Rutland, C.J.: A flamelet timescale combustion model for turbulent combustion in KIVA. 12th Int. Multidim. Engine Modeling User’s Group Meeting at the SAE Congress (2002)
Zurück zum Zitat Steiner, R., Bauer, C., Krüger, C., Otto, F., Maas, U.: 3D-simulation of DI-diesel combustion applying a progress variable approach accounting for complex chemistry. SAE 03/04 (2004) CrossRef Steiner, R., Bauer, C., Krüger, C., Otto, F., Maas, U.: 3D-simulation of DI-diesel combustion applying a progress variable approach accounting for complex chemistry. SAE 03/04 (2004) CrossRef
Zurück zum Zitat Stumpf, H., Rieckers, A.: Thermodynamik Bd. 1. Vieweg, Braunschweig (1976) Stumpf, H., Rieckers, A.: Thermodynamik Bd. 1. Vieweg, Braunschweig (1976)
Zurück zum Zitat Wolfer, H.H.: Der Zündverzug beim Dieselmotor. VDI Forschungsheft 392 (1938) Wolfer, H.H.: Der Zündverzug beim Dieselmotor. VDI Forschungsheft 392 (1938)
Metadaten
Titel
Simulation der Dieselverbrennung
verfasst von
Dr.-Ing. Christian Krüger
Dr. rer. nat. Frank Otto
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-23557-4_52

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