Verbrennungsmodelle für Ottomotoren

Research output: Chapter in book/report/conference proceeding › Contribution to book/anthology › Research

Authors

  • Gunnar Stiesch
  • Friedrich Dinkelacker
  • Sebastian Rakowski

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  • MAN Energy Solutions SE
  • IAV GmbH
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Details

Original languageGerman
Title of host publicationGrundlagen Verbrennungsmotoren
Subtitle of host publicationFunktionsweise und alternative Antriebssysteme Verbrennung, Messtechnik und Simulation
EditorsGünter P. Merker, Rüdiger Teichmann
Place of PublicationWiesbaden
PublisherSpringer Vieweg
Chapter43
Pages1121-1132
Edition9.
ISBN (electronic)978-3-658-23557-4
ISBN (print)978-3-658-23556-7
Publication statusPublished - 5 Mar 2019

Publication series

NameATZ/MTZ-Fachbuch (ATZMTZ)
ISSN (Print)2628-104X
ISSN (electronic)2628-1058

Abstract

Für die Berechnung von motorischen Verbrennungsvorgängen kommen heute verschiedene Modellkategorien zum Einsatz, die sich z. T. sehr stark in ihrem Detaillierungsgrad, aber auch in ihren Rechenzeiterfordernissen unterscheiden (s. Stiesch 2003). Als phänomenologische Modelle werden dabei üblicherweise die Berechnungsmodelle bezeichnet, die die Verbrennung und Schadstoffbildung in Abhängigkeit übergeordneter physikalischer und chemischer Phänomene wie Strahlausbreitung, Gemischbildung, Zündung, Reaktionskinetik usw. vorausberechnen. Weil hierfür eine räumliche Aufteilung des Brennraums in Zonen verschiedener Temperatur und Zusammensetzung erforderlich ist, werden die Modelle auch als quasidimensionale Modelle bezeichnet. Die phänomenologischen (bzw. quasidimensionalen) Modelle grenzen sich auf der einen Seite von den nulldimensionalen (oder thermodynamischen) Modellen ab, die den Brennraum zu jedem Zeitpunkt vereinfachend als ideal durchmischt annehmen und die auf empirischen Ansätzen für die Brennrate beruhen. Auf der anderen Seite unterscheiden sich die phänomenologischen Verbrennungsmodelle von den CFD‐Codes (CFD = Computational Fluid Dynamics, vgl. Teil IX, Kap. 47–54), indem auf eine explizite Lösung des turbulenten dreidimensionalen Strömungsfeldes bewusst verzichtet wird (siehe Abb. 43.1). Dadurch kann die Rechenzeit erheblich reduziert werden. Für die Berechnung eines Motorarbeitsspieles liegt sie bei phänomenologischen Modellen im Bereich von Sekunden, bei CFD‐Codes dagegen im Bereich von Stunden (siehe Abb. 43.2). Phänomenologische Modelle werden deshalb insbesondere in Arbeitsprozessberechnungen zur Auslegung des Gesamtmotors eingesetzt, CFD‐Berechnungen dagegen für die Berechnung spezieller Fragestellungen, wie beispielsweise die Auslegung der Einlasskanal‐ und Arbeitsraumgeometrie oder der detaillierten Schadstoffbildung.

Cite this

Verbrennungsmodelle für Ottomotoren. / Stiesch, Gunnar; Dinkelacker, Friedrich; Rakowski, Sebastian.
Grundlagen Verbrennungsmotoren: Funktionsweise und alternative Antriebssysteme Verbrennung, Messtechnik und Simulation. ed. / Günter P. Merker; Rüdiger Teichmann. 9. ed. Wiesbaden: Springer Vieweg, 2019. p. 1121-1132 (ATZ/MTZ-Fachbuch (ATZMTZ)).

Research output: Chapter in book/report/conference proceeding › Contribution to book/anthology › Research

Stiesch, G, Dinkelacker, F & Rakowski, S 2019, Verbrennungsmodelle für Ottomotoren. in GP Merker & R Teichmann (eds), Grundlagen Verbrennungsmotoren: Funktionsweise und alternative Antriebssysteme Verbrennung, Messtechnik und Simulation. 9. edn, ATZ/MTZ-Fachbuch (ATZMTZ), Springer Vieweg, Wiesbaden, pp. 1121-1132. https://doi.org/10.1007/978-3-658-23557-4_43
Stiesch, G., Dinkelacker, F., & Rakowski, S. (2019). Verbrennungsmodelle für Ottomotoren. In G. P. Merker, & R. Teichmann (Eds.), Grundlagen Verbrennungsmotoren: Funktionsweise und alternative Antriebssysteme Verbrennung, Messtechnik und Simulation (9. ed., pp. 1121-1132). (ATZ/MTZ-Fachbuch (ATZMTZ)). Springer Vieweg. https://doi.org/10.1007/978-3-658-23557-4_43
Stiesch G, Dinkelacker F, Rakowski S. Verbrennungsmodelle für Ottomotoren. In Merker GP, Teichmann R, editors, Grundlagen Verbrennungsmotoren: Funktionsweise und alternative Antriebssysteme Verbrennung, Messtechnik und Simulation. 9. ed. Wiesbaden: Springer Vieweg. 2019. p. 1121-1132. (ATZ/MTZ-Fachbuch (ATZMTZ)). doi: 10.1007/978-3-658-23557-4_43
Stiesch, Gunnar ; Dinkelacker, Friedrich ; Rakowski, Sebastian. / Verbrennungsmodelle für Ottomotoren. Grundlagen Verbrennungsmotoren: Funktionsweise und alternative Antriebssysteme Verbrennung, Messtechnik und Simulation. editor / Günter P. Merker ; Rüdiger Teichmann. 9. ed. Wiesbaden : Springer Vieweg, 2019. pp. 1121-1132 (ATZ/MTZ-Fachbuch (ATZMTZ)).
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TY - CHAP

T1 - Verbrennungsmodelle für Ottomotoren

AU - Stiesch, Gunnar

AU - Dinkelacker, Friedrich

AU - Rakowski, Sebastian

PY - 2019/3/5

Y1 - 2019/3/5

N2 - Für die Berechnung von motorischen Verbrennungsvorgängen kommen heute verschiedene Modellkategorien zum Einsatz, die sich z. T. sehr stark in ihrem Detaillierungsgrad, aber auch in ihren Rechenzeiterfordernissen unterscheiden (s. Stiesch 2003). Als phänomenologische Modelle werden dabei üblicherweise die Berechnungsmodelle bezeichnet, die die Verbrennung und Schadstoffbildung in Abhängigkeit übergeordneter physikalischer und chemischer Phänomene wie Strahlausbreitung, Gemischbildung, Zündung, Reaktionskinetik usw. vorausberechnen. Weil hierfür eine räumliche Aufteilung des Brennraums in Zonen verschiedener Temperatur und Zusammensetzung erforderlich ist, werden die Modelle auch als quasidimensionale Modelle bezeichnet. Die phänomenologischen (bzw. quasidimensionalen) Modelle grenzen sich auf der einen Seite von den nulldimensionalen (oder thermodynamischen) Modellen ab, die den Brennraum zu jedem Zeitpunkt vereinfachend als ideal durchmischt annehmen und die auf empirischen Ansätzen für die Brennrate beruhen. Auf der anderen Seite unterscheiden sich die phänomenologischen Verbrennungsmodelle von den CFD‐Codes (CFD = Computational Fluid Dynamics, vgl. Teil IX, Kap. 47–54), indem auf eine explizite Lösung des turbulenten dreidimensionalen Strömungsfeldes bewusst verzichtet wird (siehe Abb. 43.1). Dadurch kann die Rechenzeit erheblich reduziert werden. Für die Berechnung eines Motorarbeitsspieles liegt sie bei phänomenologischen Modellen im Bereich von Sekunden, bei CFD‐Codes dagegen im Bereich von Stunden (siehe Abb. 43.2). Phänomenologische Modelle werden deshalb insbesondere in Arbeitsprozessberechnungen zur Auslegung des Gesamtmotors eingesetzt, CFD‐Berechnungen dagegen für die Berechnung spezieller Fragestellungen, wie beispielsweise die Auslegung der Einlasskanal‐ und Arbeitsraumgeometrie oder der detaillierten Schadstoffbildung.

AB - Für die Berechnung von motorischen Verbrennungsvorgängen kommen heute verschiedene Modellkategorien zum Einsatz, die sich z. T. sehr stark in ihrem Detaillierungsgrad, aber auch in ihren Rechenzeiterfordernissen unterscheiden (s. Stiesch 2003). Als phänomenologische Modelle werden dabei üblicherweise die Berechnungsmodelle bezeichnet, die die Verbrennung und Schadstoffbildung in Abhängigkeit übergeordneter physikalischer und chemischer Phänomene wie Strahlausbreitung, Gemischbildung, Zündung, Reaktionskinetik usw. vorausberechnen. Weil hierfür eine räumliche Aufteilung des Brennraums in Zonen verschiedener Temperatur und Zusammensetzung erforderlich ist, werden die Modelle auch als quasidimensionale Modelle bezeichnet. Die phänomenologischen (bzw. quasidimensionalen) Modelle grenzen sich auf der einen Seite von den nulldimensionalen (oder thermodynamischen) Modellen ab, die den Brennraum zu jedem Zeitpunkt vereinfachend als ideal durchmischt annehmen und die auf empirischen Ansätzen für die Brennrate beruhen. Auf der anderen Seite unterscheiden sich die phänomenologischen Verbrennungsmodelle von den CFD‐Codes (CFD = Computational Fluid Dynamics, vgl. Teil IX, Kap. 47–54), indem auf eine explizite Lösung des turbulenten dreidimensionalen Strömungsfeldes bewusst verzichtet wird (siehe Abb. 43.1). Dadurch kann die Rechenzeit erheblich reduziert werden. Für die Berechnung eines Motorarbeitsspieles liegt sie bei phänomenologischen Modellen im Bereich von Sekunden, bei CFD‐Codes dagegen im Bereich von Stunden (siehe Abb. 43.2). Phänomenologische Modelle werden deshalb insbesondere in Arbeitsprozessberechnungen zur Auslegung des Gesamtmotors eingesetzt, CFD‐Berechnungen dagegen für die Berechnung spezieller Fragestellungen, wie beispielsweise die Auslegung der Einlasskanal‐ und Arbeitsraumgeometrie oder der detaillierten Schadstoffbildung.

U2 - 10.1007/978-3-658-23557-4_43

DO - 10.1007/978-3-658-23557-4_43

M3 - Beitrag in Buch/Sammelwerk

SN - 978-3-658-23556-7

T3 - ATZ/MTZ-Fachbuch (ATZMTZ)

SP - 1121

EP - 1132

BT - Grundlagen Verbrennungsmotoren

A2 - Merker, Günter P.

A2 - Teichmann, Rüdiger

PB - Springer Vieweg

CY - Wiesbaden

ER -