Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmoud Tabrizchi,Ebrahim Shirani,Mohsen DavazdahEmami
محمود تبریزچی (استاد مشاور) ابراهیم شیرانی چهارسوقی (استاد مشاور) محسن دوازده امامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeid Kheradmand
سعید خردمند

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1380

TITLE

Numerical Simulation of Combustion in Diesel Engine Condition using Reduced Mechanism
: Numerical simulation of fuel in diesel engine condition using reduced chemical mechanisms is presented in the present work. In order to do that new model Neuro-PaSR is offered. In the new model that is constructed based on partially stirred reactor model, a series of Artificial Neural Networks are used instead of solving differential equations for kinetic simulations. In order to generate the required data for constructing the network, a zero dimension Perfect Stirred Reactor is used. More than 100000 patterns are generated for the training phase of the Artificial Neural Network (ANN), using Perfect Stirred Reactor (PSR) model with detailed chemistry. The input layer consists of major species concentrations and temperature. The rates of production of species are considered as the output layer neurons. The new model is constructed and used for Methane and Heptane. For each fuel two versions of new models are presented one with 4 species(CO 2 , O 2 , H 2 O, Fuel) and the other with 5 species(CO, CO 2 , O 2 , H 2 O, Fuel). For each fuel, results are presented for a constant pressure chamber with new models, an extended mechanism Arhenius model and a one step Arhenius model. The new model performance in all cases( including initial temperature and initial concentration of fuel and oxidant) is better than one step Arhenius. In order to check the performance of new model, a constant volume chamber is used. Comparison between the results of the new model for the constant volume Aachen Bomb and other numerical simulations reveals the advantage of the present model, where very low computational cost and good predictions are observed. In the second part of the thesis blended fuel are considered. A new blended fuel including commercial diesel fuel and Isopropyl alcohol is proposed for diesel engine. Thermo physical properties of new fuel is measured experimentally. Cold behavior of new fuels spray is studied using simulation and compared against pure diesel fuel. Finally a 4 cylinder diesel engine fed with new blended fuel is tested and performance is compared against pure diesel. Key words: NeuroPaSR, Artificial Neural Networks, Non-premixed combustion, Diesel Engine
در کار حاضر شبیه سازی عددی سوختن هپتان در شرائط موتور دیزل با استفاده از یک مکانیزم شیمیائی ساده شده انجام شده است. در این راستا مدل جدید Neuro-PaSR برای احتراق ارائه شده است. در مدل جدید که براساس مدل رآکتور نیمه آمیخته بنا نهاده شده است، در محاسبات سینتیک شیمیائی به جای حل معادلات دیفرانسیل حاکم بر گونه های جرمی، از یک مجموعة شبکة عصبی مصنوعی استفاده شده است. این شبکه های عصبی مصنوعی توسط محاسبات سینتیک شیمیائی در حالتهای صفر بعدی آموزش داده شده اند. بدین منظور برای هر حالت بیش از صد هزار الگوی آموزشی تولید شده و شبکه های عصبی مصنوعی که خروجی آنها نرخ تولید یا مصرف گونه های جرمی هستند با این الگوها آموزش داده شده اند. مدل جدید برای دو سوخت متان و هپتان مورد استفاده قرار گرفته است. برای هر سوخت دو نسخه از مدل جدید ارائه شده است. در نسخه اول چهار گونة جرمی شامل سوخت، اکسیژن، دی اکسیدکربن و آب و یک واکنش یک قدمی در نظر گرفته شده است. در نسخه دوم علاوه بر چهار گونة فوق مونواکسید کربن نیز در نظر گرفته و از یک مکانیزم دو واکنشی استفاده شده است. در هر یک از سوختها، نتایج برای یک محفظة احتراق فشار ثابت با استفاده از مدل جدید، مکانیزم شیمیائی مفصل ویک واکنش یک قدمی ارائه شده است. مدل جدید در کلیة شرائط شامل نسبتهای سوخت وهوا و دمای اولیه نتایج بسیار بهتری نسبت به واکنش یک قدمی درپی داشته است. در ادامه شبیه سازی ها برای یک بمب حجم ثابت و بااستفاده از CFD انجام شده است. مدل جدید در غالب نرم افزار اپن فوم اضافه شده است. بمب حجم ثابت با استفاده از مدل جدید،مکانیزم شیمیائی مفصل و یک واکنش یک قدمی شبیه سازی شده است. مدل جدیدا نتایج مناسبی در تعیین توزیع دمای بمب در حالت گذرا داشته و زمان محاسبات بسیار کمی نسبت به مکانیزم شیمیائی مفصل داشته است. در قسمت دوم استفاده از سوختهای ترکیبی مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور یک سوخت ترکیبی جدید شامل سوخت دیزل و ایزوپروپیل الکل برای استفاده در موتور دیزل پیشنهاد شده است. خواص ترموفیزیکی سوخت جدید بصورت آزمایشگاهی اندازه گیری شده است. به منظور امکان سنجی استفاده از سوخت جدید اسپری سرد این سوخت شبیه سازی شده و با سوخت دیزل خالص مقایسه شده است. در انتها سوخت جدید در یک موتور دیزل چهار سیلندر بکار گرفته شده و عملکرد موتور با این سوخت و دیزل خالص مقایسه شده است. کلمات کلیدی : مدل نوروپی ای اس آر، شبکه های عصبی مصنوعی، احتراق غیر پیش مخلوط، موتور دیزل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی