Termica Motore - Piston Cooling

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Nello studio della termica motore, Simerics Inc ha sviluppato una metodologia per modellare il processo di raffreddamento di un pistone.

Questa metodologia comprende un’analisi multifase (aria ed olio) con trasferimento di calore. L’approccio è basato su due modelli numerici:

- Analisi transitoria termo-fluidodinamica multifase del dominio fluido comprendente ugello, cilindro, galleria e trafilamenti del pistone.

- Analisi stazionaria del solido del pistone

L’accoppiamento tra le due calcoli è implementato tramite una procedura di “mappatura” che esporta sia le temperature locali sia i coefficienti di scambio termico sul pistone e sulle pareti della galleria.

La ragione principale per cui viene adottata questa metodologia ciclica, sta nella differente scala temporale tra l’analisi fluidodinamica del liquido di raffreddamento e quella termica nel solido. Si può stimare, infatti che per raggiungere la stabilità termica del pistone siano necessari più di mille giri motore (in media; il dato è funzione della geometria del pistone e delle condizioni di funzionamento del motore). L’analisi stazionaria è quindi utilizzata per lo studio termico del solido ed è accoppiata ad una simulazione transitoria, fluidodinamica che copre un ciclo del pistone.

Sono necessari dai 10 ai 20 cicli per raggiungere la convergenza con questa metodologia.

Una descrizione completa della metodologia è disponibile in formato pdf a questo link: PIstonCoolingExample.pdf