축대칭 왕복 엔진의 흡입 및 압축과정에서 유동 및 열전달의 수치해석

Numerical calculations of flow and heat transfer in an axisymmetric reciprocating engine at it's suction and compression stage

본 연구에서는 이러한 예측능력 향상에 중점을 두어 2차원 축대칭 모델엔진 실린더내의 유동장 및 열전달특성을 예측할 수 있는 새로운 코오드를 개발하여 실험자 료와의 비교를 통해 프로그램을 검증하고 흡입 및 압축과정을 수치시뮬레이션한 결과 를 보고하고자 한다. 아울러 선회속도의 영향도 고찰하였다. 난류모델은 K-.epsilon.난류 모델을 압축성 효과가 고려되도록 수정된 모델을 사용하였으며 TEACH코오드를 기본으 로 하여 비정상 압축성 유동을 풀 수 있는 새로운 알고리즘을 개발하여 수정하였다.

Turbulent flows in an axisymmetric reciprocating engine are numerically simulated at it's suction and compression stage. Amounts of heat transfer through the wall of the cylinder are also estimated. k-.epsilon. turbulence model is adopted and the law of the wall is applied at grid-points near the wall. More than 40 * 40 grids are reguried to reasonably predict flows and the 3-level finite difference scheme for the time derivative term appears to be effective rather than the 2-level scheme. Calculated mean velocity distributions shows good agreements with an available experimental data. The program reasonably simulates flow patterns and pressures throughout the suction and the compression stages of the reciprocating engine. Predicted intensities of turbulence are still deviated from measured data. Further researches for turbulence modeling are expected.