Modelagem de Spray Combustível para aplicação em Motores de Combustão Interna

• Processo: 15/10299-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
• Pesquisador responsável: José Antônio Perrella Balestieri
• Beneficiário: Mateus Dias Ribeiro
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/04619-6 - Modelagem de um motor de ignição a centelha com injeção direta, BE.EP.DR
• Assunto(s): Dinâmica dos fluidos computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Abordagem Langrangeana-Euleriana | Cfd | Motor de combustão interna | OpenFOAM | Rans | spray | Spray combustível

Resumo

Motores de ignição a centelha com injeção direta (direct injection spark ignition engines, DISI engines) visam reduzir o consumo específico de combustível e respeitar os restritos níveis de emissão em motores de combustão interna de última geração. Assim, pretende-se com este projeto de pesquisa desenvolver simulações do fenômeno de injeção de spray combustível em uma câmara de combustão utilizando uma abordagem Lagrangeana-Euleriana para representação do escoamento multifásico e Equações Médias de Reynolds (RANS) para a modelagem da turbulência no meio contínuo, por intermédio da biblioteca CFD de código aberto OpenFOAM. De modo a validar os resultados obtidos e os modelos desenvolvidos, dados experimentais publicados e não publicados serão utilizados do caso de teste de injeção de gasolina com injetor de múltiplos orifícios "Spray G", da Rede de Combustão em Motores (Engine Combustion Network, ECN). Os fenômenos particulares de rompimento, troca de calor e evaporação, serão analisados em relação ao efeito global no desenvolvimento do spray dentro do fluido portador. Adicionalmente, estudos sobre os efeitos de diferentes condições de contorno, refinamento de malha, constantes de modelagem, modelos de turbulência, efeito de turbulência inicial, esquemas numéricos e interação entre jatos serão realizados. Enfim, após validação do modelo contra dados experimentais, um modelo de motor de combustão interna simplificado com injeção direta e malha móvel será proposto.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

RIBEIRO, MATEUS DIAS; BIMBATO, ALEX MENDONCA; ZANARDI, MAURICIO ARAUJO; PERRELLA BALESTIERI, JOSE ANTONIO; SCHMIDT, DAVID P.. Large-eddy simulation of the flow in a direct injection spark ignition engine using an open-source framework. INTERNATIONAL JOURNAL OF ENGINE RESEARCH, v. 22, n. 4, MAR 2020. (17/04619-6, 15/10299-9)

RIBEIRO, MATEUS DIAS; BIMBATO, ALEX MENDONCA; ZANARDI, MAURICIO ARAUJO; PERRELLA BALESTIERI, JOSE ANTONIO. Effect of different parameters on mixture formation and flow field in simulations of an evaporative spray injection test case. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 40, n. 5, MAY 2018. (15/10299-9)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

RIBEIRO, Mateus Dias. Modelagem de spray combustível para aplicação em motores de combustão interna. 2019. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Engenharia. Guaratinguetá Guaratinguetá.