مدل سازي سه بعدي و شبيه سازي جريان درون يك چندراهه

Three-dimensional modeling and flow simulation in a manifold

چندراهه ورودي قسمتي از موتور احتراق داخلي است كه مخلوط هوا و سوخت را ميان سيلندرها توزيع مي كند. درنتيجه در بهينه سازي عملكرد موتور نقش اساسي دارد. بررسي توزيع فشار و جريان در چندراهه گام اول براي يافتن كاستي هاي موجود در طراحي و حركت به سوي بهينه سازي آن قطعه است. در اين مقاله ابتدا شيوه مدل سازي سه بعدي چندراهه موتور XU7 به كمك نرم افزار شرح داده شده است. سپس با استفاده از نرم افزار ديناميك سيالات محاسباتي، يك شبكه محاسباتي درون مجراي چندراهه توليد شده است. درنهايت معادلات حاكم بر جريان سيال، با استفاده از شرايط مرزي مناسب حل شده اند. در نتايج حاصل از اين تحقيق خطوط جريان و توزيع فشار سيال در چندراهه مشاهده ميشود و پيشنهاداتي براي ادامه تحقيق در اين رابطه ارايه مي شود. گرچه مدلسازي انجام شده در اين پروژه براي يك چندراهه خاص است اما روند آن به گونه اي بيان شده كه مي توان براي هر چندراهه و يا اجسام با هندسه پيچيده ديگر، مورد استفاده قرار گيرد.

The inlet manifold is part of the internal combustion engine, which distributes air and fuel mixture between the cylinders. Therefore, it has an essential role in engine performance optimization. The study of flow and pressure distribution in manifolds is the first step to understand the shortcomings and move toward optimization of these components. In this paper, first, a three-dimensional modeling approach for inlet manifold of Xu7 engine is described with the help of a CAD software. Then, using a computational fluid dynamics software, a computational grid is generated inside the manifold. Finally, the equations governing the fluid flow are solved using appropriate boundary conditions. In the results of this study, flow lines and fluid pressure distribution in manifold are observed and suggestions are made for continuing research in this regard. Although the modeling done in this paper is for a particular manifold, the process is so expressed that it can be used for any manifold or objects with other complex geometry.