Riassunto analitico
Il lavoro di tesi, svolto presso la divisione Corse di Ducati Motor Holding S.p.A, affronta la descrizione di una metodologia di simulazione CFD del motore 1199 Panigale Superbike. La finalità dello studio, condotto attraverso gli strumenti messi a disposizione dal software GT-SUITE della Gamma Technologies, consiste nel mettere in luce gli aspetti chiave della modellazione, valutare i limiti dell’approccio monodimensionale e di conseguenza le possibili implementazioni del modello al fine di migliorare la correlazione con i dati sperimentali. Il primo capitolo introduce brevemente il motore oggetto di studi, attraverso una breve indicazione delle limitazioni imposte dal regolamento FIM® WSBK e delle caratteristiche tecniche del propulsore. Il capitolo due costituisce una breve trattazione teorica con approfondimento della formula della potenza e l’analisi dei termini costituenti, dei fenomeni stazionari ed instazionari che hanno luogo nei condotti di aspirazione e di scarico,dei flussi di calore medi ed istantanei e del processo di combustione nei motori ad accensione comandata. La trattazione prettamente teorica si esaurisce nei capitoli tre e quattro, i quali illustrano rispettivamente le basi numeriche della simulazione monodimensionale e gli aspetti fondamentali del calcolo 3D che giustificano le scelte adottate in sede di sviluppo. Di seguito vengono approfondite la costruzione del modello e la validazione sperimentale delle simulazioni eseguite a pieno carico, con particolare attenzione ai risultati che testimoniano una buona accuratezza nella descrizione degli effetti dinamici nei condotti. Il modello di calcolo delle temperature interno cilindro, che rende la simulazione 1D un valido strumento da interfacciare con l’analisi FEM, mostra una buona correlazione delle potenze termiche cedute ad acqua ed olio con i dati di cella e risultati in linea con i valori sperimentali. Complessivamente rispettato risulta essere il bilancio termico globale del motore. La soluzione in dominio trimensionale della giunzione tra primari di scarico, affrontata in sede di sviluppo del modello, evidenzia una notevole influenza sui valori di rendimento volumetrico a regime ridotti, testimoniando i limiti di un approccio prettamente monodimensionale. I risultati ottenuti possono essere utilizzati come linea guida per l’implementazione di alcuni accorgimenti del modello 1D, in modo tale da coniugare una buona fedeltà dei risultati a tempi di calcolo contenuti.
|
Abstract
Il seguente lavoro di tesi è incentrato sull’ottimizzazione di una metodologia di simulazione CFD, attraverso l’uso degli strumenti offerti da GT-SUITE, applicata al bicilindrico che equipaggia la Ducati Panigale nel campionato del mondo Superbike.
La costruzione del modello 1D, pienamente concentrata sull’accurata descrizione dei fenomeni acustici che hanno luogo nei condotti di aspirazione e di scarico, illustra le potenzialità di una modellazione dell’airbox ottenuta attraverso la generazione automatica di elementi zero-dimensionali.
Dopo un’attenta validazione sperimentale in condizioni di pieno carico, viene approfondita la modalità di calcolo agli elementi finiti delle temperature dei componenti interno cilindro, in un’ottica di corretta definizione dei carichi termici e di rispetto del bilancio energetico complessivo del motore.
Viene inoltre indagata l’estensione delle potenzialità predittive del modello 1D attraverso un calcolo combinato con risoluzione della giunzione tra primari di scarico in dominio tridimensionale con CONVERGE-Lite.
|