ارزیابی مدلهای k-ε خطی و غیرخطی در جریان سه بعدی داخل محفظه مجهز به کاسه پیستون

مدل تلاطم k −ε خطی در نزد یکی پیستون در مرحله تراکم، از دقت لازم برخوردار نیست لذا یکی از مشکلات این مدل عدم دست یابی به جواب دق یق در منطقه کاسه پیستون میباشد. برای حل ای ن مشکل ، از مدل جدید تلاطم k-ε غیرخطی درجه دوم و سوم سوگا ١ بطور همزمان استفاده ش ده است و نتایج حاصل از آنها با مدل تلاطمیk-ε خطی مقایسه گرد یده است . معادلات حاکم بر مسئله شامل معادلات بقای جرم، م ومنتم، انرژی و تلاطم می باشند که در این تحقیق برای مدل کردن تلاطم جر یان، از سه مدلk −ε خطی k − ε ،غیرخطی درجه دو و درجه سه استفاده شده است در حل معادلات حاکم از روش حجم محدود به همراه آلگوریتم تعمیم یافته PISO در سیستم مختصات منحنی الخط متعامد سه بعدی استفاده شده است. نتایج نشان م یدهد توانمندی مدل k-ε غیرخطی زمانی که گرادیان سرعت در جه تهای محوری، شعاعی و محیطی دارای تغییرات شدید باشد، بیش از مدل خطی می باشد. با مدل غیرخطی می توان جریان در مجاورت مرز، گوش ههای محفظه و داخل کاسه پیستون امگا شکل را بهتر تحلیل نمود. همچنین در این پژوهش نشان داده شد که مدلهای k-ε غیرخطی درجه سوم از مدل غیرخطی درجه دوم بهتر عمل می نماید. علاوه بر آن در این تحقیق تاثیر کاسه پیستون امگا شکل بر انرژی جنبشی تلاطم و بر شدت تلاطم در مختصات منحنی الخط متعامد سه بعدی بررسی شده است. بااعمال مدل تلاطمk-ε غیرخطی، شدت تلاطم در محفظه، یکنواخت تر شده و میزان آن افزایش می یابد. با حرکت پیستون به سمت بالا و کوچک شدن فضای داخلی محفظه احتراق، جریان سیال از کنار ههای محفظه به طرف مرکز سیلندر حرکت نموده و باعث افزایش شدت تلاطم م یشود که این عمل در مدل غیرخطی بهتر قابل نمایش است. وقتی کاسه پیستون دارای خروج از مرکز باشد، جریان سیال در جهت محیطی فعال م یشود. با افزایش خروج از مرکز، سرعت محیطی نیز افزایش یافته و این عمل نیز در مدل غیرخطی از شدت بیشتری برخوردار است. هرچه خروج از مرکز پیستون بیشتر شود، شدت تلاطم همگ نتر خواهد شد. همگ نتر شدن شدت تلاطم باعث یکنواختی بیشتر سوخت و هوا م یشود.