1988 Fiscal Year Annual Research Report
ディーゼル機関を含む複合動力システムのシミュレーションによる最適化手法
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63850045
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
嶋本 譲 京都大学, 工学部, 教授 (40032916)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青柳 友三 日野自動車工業, 第三研究部, 主幹
四方 光夫 ヤンマーディーゼル, 技術研究所, 部長
一色 美博 京都大学, 工学部, 助手 (90116434)
金丸 一宏 京都大学, 工学部, 助手 (20026199)
脇坂 知行 京都大学, 工学部, 助教授 (10089112)
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| Keywords | 性能予測 / 過給機関のシミュレーション / 給・排気管系 / 最適化 / 三次元流動解析 |
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| Research Abstract |
動力発生源をディーゼル機関とは限定せず、排気タービン過給機側に動力源を求めるシステム、熱源あるいは排熱利用としての熱交換器を付加した機関などの多様な複合動力システムの総合熱効率を、実機設計に利用できる精度で推定するシミュレーションプログラムの作成の第一段階として、本年度の研究では、下記の成果を得た。
1.複合動力システムとして、今後有用になって来ると予想されるディーゼル機関、過給機、ガスタービン、熱交換器などを組合せたシステムの検討を行い、これらシステムの性能予測を目的として、作動状態の数値シミュレーションが可能な汎用プログラムの構想図をほぼ確定した。これを基に今後、プログラムの作成を進めることになる。
2.排気タービンあるいは圧縮機の特性を等価絞りで代表する場合、絞り面積が運転条件で変化しないように、回転数を用いて補正して表示する方法を案出し、それを用いて過給機端の境界条件式を表した。この式を用いると、圧縮機あるいはタービンの、特性を簡単に絞り面積で表示でき、最適過給機の試行錯誤による調査を簡単に行えることが判った。
3.ディーゼル機関の性能は、吸気弁孔部の流動状態、すなわちスワール強さおよび吸入空気量の影響を強く受ける。複合動力システムに組み込まれたディーゼル機関の吸気弁孔部の三次元流動解析にポロシティ法を導入して、複合システムとしての実作動状態における三次元流動状態の予測法を完成した。
4.吸・排気マニホールドの流動特性改善を目的として、複雑な形状を持つ流路内の三次元流動解析を行うに当たり、流路形状の影響を精度良く表現することが可能なように、境界適合格子による流動解析プログラムの開発を始めた。タンク・アンド・チューブ法を拡張し、効率的な流動解析を行うことのできる手法を明らかにした。
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