Metodologías para la simulación de la fluidodinámica en un motor de combustión interna mediante SolidWorks
PDF
HTML
XML
VISOR

Palabras clave

Dinámica de fluidos computacional
Ecuaciones de Navier Stokes
Motores de combustión interna alternativos
Carrera de admisión
Carrera de escape

Cómo citar

Calderón Gutiérrez , I., Redondo Guerra, L., Macías Naranjo, R., Cerpa Olivera , F., & Gutiérrez Ramirez , G. (2023). Metodologías para la simulación de la fluidodinámica en un motor de combustión interna mediante SolidWorks. Ciencia E Ingeniería, 10(1), e8091885. https://doi.org/10.5281/zenodo.8091885

Resumen

La representación computacional de los efectos fluidodinámicos durante la interacción entre el aire como fluido de trabajo y las diferentes geometrías que conforman las carreras de admisión y escape en un Motor de Combustión Interna (MCI) mediante simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) usando inéditamente SolidWorks Flow Simulation (SWFS) es reportada en este trabajo. Para lo cual se necesitó comprender los requerimientos del proceso de configuración de SWFS, adaptar las condiciones iniciales y de frontera propuestas en antecedentes bibliográficos y usar una geometría del MCI albergada en una base de datos geométrica de acceso libre. En los resultados fue posible exponer las características del fluido de trabajo al interior del cilindro para varias aperturas de válvula de admisión y escape en términos de variables claves como presión, flujo másico y campos de velocidad denominados Swirl y Tumble; mediante la validación fue posible evidenciar que las metodologías propuestas representan la fluidodinámica del aire con un alto nivel de convergencia según trabajos reportados en la literatura.

https://doi.org/10.5281/zenodo.8091885
PDF
HTML
XML
VISOR

Citas

Cengel, Y. A., Boles, M. A., & Kanoglu, M. (2019). Termodinámica (9a edición). McGraw-Hill Interamericana de España S.L.

Chinnamuthu, N., Ganapathy, S. C., Malaiperumal, V., Varuvel, E. G., Raman, V., Boologarajan, P., & Kannan, A. (2021). Computational analysis of turbulence enhancement in a compression ignition engine with modified inlet design. Environmental Science and Pollution Research, 28(26), 33866–33879. https://doi.org/10.1007/s11356-020-10157-9

Dassault Systemes. (2021). SolidWorks Flow Simulation - Technical reference. https://help.solidworks.com/HelpProducts.aspx

El-Adawy, M., Heikal, M. R., Rashid, A., & Adewale Opatola, R. (2021). Stereoscopic particle image velocimetry for engine flow measurements: Principles and applications. Alexandria Engineering Journal, 60(3), 3327–3344. https://doi.org/10.1016/j.aej.2021.01.060

GrabCAD. (2021). GrabCAD: Design Community, CAD Library, 3D Printing Software. GrabCAD. https://grabcad.com/

Hsieh, C. F., Chen, K. T., & Johar, T. (2021). Fluid flow characteristics of two types rotary engines. International Journal of Hydrogen Energy, 46(80), 40154–40174. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.09.250

Jacobs, T. J. (2020). Internal Combustion Engines, Developments in. In Encyclopedia of Sustainability Science and Technology Series: Vol. II (pp. 133–184). https://doi.org/10.1007/978-1-4939-9763-3_430

Jemni, M. A., Kantchev, G., & Abid, M. S. (2011). Influence of intake manifold design on in-cylinder flow and engine performances in a bus diesel engine converted to LPG gas fuelled, using CFD analyses and experimental investigations. Energy, 36(5), 2701–2715. https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.02.011

Jemni, M. A., Kassem, S. H., Driss, Z., & Abid, M. S. (2018). Effects of hydrogen enrichment and injection location on in-cylinder flow characteristics, performance and emissions of gaseous LPG engine. Energy, 150, 92–108. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.02.120

Kacem, S. H., Jemni, M. A., Driss, Z., & Abid, M. S. (2016). The effect of H2 enrichment on in-cylinder flow behavior, engine performances and exhaust emissions: Case of LPG-hydrogen engine. Applied Energy, 179, 961–971. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.07.075

Lalwani, A., Awate, S., Chowdhury, A., & Sreedhara, S. (2019). Conversion of a single-cylinder internal combustion engine to dual-mode homogeneous charge compression ignition engine. Clean Technologies and Environmental Policy, 21(1), 23–37. https://doi.org/10.1007/s10098-018-1613-4

Liu, P. (2021). Computational Fluid Dynamics. In A General Theory of Fluid Mechanics (pp. 297–332). https://doi.org/10.1007/978-981-33-6660-2_4

Matsson, J. E. (2021). An Introduction to SOLIDWORKS Flow Simulation 2021. In SDC publications.

Nigro, A., Algieri, A., De Bartolo, C., & Bova, S. (2017). Fluid dynamic investigation of innovative intake strategies for multivalve internal combustion engines. International Journal of Mechanical Sciences, 123(June 2016), 297–310. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2017.02.018

Rojas, S. B., & Huaraz, M. A. (2018). Caracterización del Atomizado de Etanol y Propano en Inyectores Tipo Y Mediante SolidWorks Flow Simulation [Universidad Nacional Del Santa]. http://repositorio.uns.edu.pe/handle/UNS/3045

Scaggion, L. (2018). Analisi fluidodinamica tramite cfd e ottimizzazione del processo di riempimento nei motori di formula sae. UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DI PADOVA.

Scott Wallace, J. (2017). Investigation of SolidWorks flow simulation as a valid tool for analyzing airfoil performance characteristics in low Reynolds number flows. Oklahoma State University.

Tordini, D. (2019). Diagnosing an Engine With SOLIDWORKS Flow Simulation. Mechanical Design, Simulation & Analysis. https://hawkridgesys.com/blog/diagnosing-an-engine-with-solidworks-flow-simulation

Totorean, A. F., Bernad, S. I., Ciocan, T., Totorean, I. C., & Bernad, E. S. (2022). Computational Fluid Dynamics Applications in Cardiovascular Medicine—from Medical Image-Based Modeling to Simulation: Numerical Analysis of Blood Flow in Abdominal Aorta. In D. Zeidan, L. T. Zhang, E. G. Da Silva, & J. Merker (Eds.), Advances in Fluid Mechanics. Forum for Interdisciplinary Mathematics. Springer, Singapore (pp. 1–42). https://doi.org/https://doi.org/10.1007/978-981-19-1438-6_1

Vázquez, C., & De la Morena, J. (2019). Análisis del desarrollo de la combustión bajo condiciones de carga homogénea mediante el uso de la máquina de compresión y expansión rápida [Universitat Politécnica de Valéncia, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, Centro de Motores Térmicos]. https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/98604/44877508_TFG_15184617546657028284912265978353.pdf?sequence=2

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.

Derechos de autor 2023 Ivan Calderón Gutiérrez , Leonardo Redondo Guerra, Robert Macías Naranjo, Fainer Cerpa Olivera , Gail Gutiérrez Ramirez

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.