Riassunto analitico
La simulazione fluidodinamica computazionale, o CFD, permette di replicare il comportamento di un fluido in maniera rapida, dettagliata e ripetibile. Benché sia impiegata da decine di anni nell'ambito della ricerca, oggi questo strumento trova spazio in molteplici applicazioni come quello navale, automobilistico ed aerospaziale anche grazie ad una crescente disponibilità di potenza computazionale. Più il problema è difficile da osservare e più la simulazione diventa preziosa per estrarre quante più informazioni possibili dal sistema analizzato. Questo è certamente il caso dei motori a combustione interna in cui i fenomeni fluidodinamici sono nascosti dalle pareti della camera di combustione e l’utilizzo di sensori si scontra con la necessità di un sistema capace di resistere alle elevate pressioni e temperature presenti in camera durante il ciclo. La crescente richiesta di ottimizzare i propulsori automobilistici per contribuire alla decarbonizzazione del settore dei trasporti, rende la CFD uno strumento indispensabile per raffinare un processo estremamente complesso come la combustione. D’altro canto, la simulazione si appoggia alla modellazione matematica dei fenomeni fisici per poter ridurre il costo computazionale. Le semplificazioni introdotte dai modelli rendono necessarie estensive campagne di validazione in cui è ricercato un accordo tra il comportamento reale, osservato sperimentalmente, e quello simulato, in modo da poter considerare il modello come una rappresentazione affidabile della realtà. Lo scopo del progetto di tesi è la validazione di un modello di accensione in un ambiente CFD-3D. In una prima fase sono stati acquisiti dati termodinamici e ottici sulle fasi iniziali del processo di combustione in un motore GDI ad accesso ottico in possesso dell’Istituto Motori (CNR) di Napoli. Grazie all'ampio database di prove sperimentali, si è poi proceduto alla validazione del modello di accensione, sviluppato dal Gruppo Motori dell’Università di Modena, in cui, la possibilità di confrontare il comportamento reale e simulato da un punto di visto morfologico, oltre che termodinamico, ha contribuito ad ampliare lo spettro di validità del modello stesso.
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