実際の直接噴射水素燃焼用途では、通常、エンジンをリーン領域で動作させる必要があります。希薄な水素炎は、強い熱拡散の不安定効果を特徴としており、3D CFD シミュレーションを困難にしています。特に、調整なしで当量比の範囲にわたって動作し、3D CFD の実行時に必要な粗いグリッド上で正確な結果を提供するために、キャリブレーションされたモデルが必要な場合に適します。この論文では、直接噴射を使用して水素ガスで動作するように変換された Euro VI HD ディーゼル エンジンの 3D CFD 研究を紹介します。 DNS データに基づいて、制約された炎から自由に伝播する炎に変換するために最近提案されたスケーリング手法が実装されています。層流火炎速度表は、広範囲の圧力、温度、当量比に対する熱拡散不安定性の挙動を考慮して、直接動力学シミュレーションから得られた 1D 結果を自由に伝播する火炎表現に変換することに基づいて開発されています。得られたアプローチは、表にまとめられた動力学を備えた G 方程式/RANS 燃焼モデルの枠組み内で、λ = 2.5 から λ = 3.5 までの一連の燃料供給条件下でのエンジン動作のモデル化に適用されます。メッシュ要件についても説明します。結果として得られるモデルは、エンジン性能の傾向を正確に予測し、熱拡散効果による火炎加速を正確に捕捉することが実証されています。

SAE 2023-01-0197
WCX SAE 世界会議 2023 で発表されました。