"A Transversalidade da Ciência, Tecnologia e Inovações para o Planeta"
5 a 7 de outubro de 2021
Trabalho 14982
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Engenharia mecânica |
| Setor | Departamento de Engenharia de Produção e Mecânica |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | Outros |
| Primeiro autor | Lucas Pereira da Silva |
| Orientador | JULIO CESAR COSTA CAMPOS |
| Título | Simulação numérica de motores de combustão interna |
| Resumo | O uso de combustíveis fósseis tem contribuído em larga escala para o conforto e desenvolvimento dos seres humanos desde o setor de transporte com a facilidade de locomoção por meio de veículos a combustão até o de geração de energia elétrica em geradores e termoelétricas. Porém, problemas como o aquecimento global e a elevação dos custos dos combustíveis tem prometido restringir o seu uso em uma escala que visa cada vez mais a extinção dos mesmos. Nesse sentido, a necessidade de inovações visando a restauração da soberania desses equipamentos devem ser buscadas. Apesar de inovadoras, as técnicas de análise em CFD já não são tão recentes, no entanto dados os recentes desenvolvimentos tecnológicos no campo da computação, associados à necessidade de mercado, proporcionaram saltos significativos no setor a ponto de transformá-las em uma promessa para o futuro. Assim, o presente trabalho tem como finalidade explorar a empregabilidade desta técnica na simulação numérica motores de combustão interna e verificar a partir de outros dados numéricos e experimentais a coerência e concordância entre os resultados. Para o seu desenvolvimento foram necessárias ferramentas específicas como computadores mais potentes e softwares capazes de lidar com estes problemas em escala real, como é o caso do ANSYS 15.0, usado neste trabalho. Este, por sua vez, contou com a obtenção de uma geometria da câmara de combustão no SolidWorks e DesignModeler, a discretização do volume de controle no Meshing e a configuração da malha dinâmica e condições de contorno para simulação em cold flow no Fluent. Desses passos, obteve-se uma série de dados acerca da sincronia na movimentação das válvulas de admissão e exaustão e o pistão, além da verificação do funcionamento da malha dinâmica durante os quatro ciclos do processo de combustão. Junto com estas informações analisou e comparou-se visualmente e graficamente os resultados numéricos da temperatura, pressão, velocidade e os efeitos de turbulência swirl e tumble no cilindro com dados experimentais e numéricos para se obter a concordância dos mesmos. Dessa comparação concluiu-se que o experimento numérico apresentou resultados satisfatórios tanto em termos de qualidade como em quantidade. Além disso, verificou-se também a economia de tempo gerada com o uso da malha dinâmica e a relevância da técnica cold flow na obtenção de dados dos efeitos da turbulência swirl e tumble com bastante precisão e por meio da utilização representativa de vetores, o que permitiu definir muito bem a região em que eles ocorrem. Tem-se, portanto, na metodologia estudada, uma ferramenta de pesquisa e trabalho capaz de fornecer previsões do funcionamento de um motor de combustão interna com bastante qualidade e confiabilidade, requisitos que poucos mecanismos de análise permitem alcançar. |
| Palavras-chave | Motores de combustão interna, simulação numérica, malhas dinâmicas. |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
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