Программный комплекс ДИЗЕЛЬ-РК

     Программа ДИЗЕЛЬ-РК предназначена для расчета и оптимизации двухтактных и четырехтактных двигателей внутреннего сгорания.
Программа позволяет проводить тепловой расчет, анализ и исследования следующих типов ДВС:

• Дизельных.
• Бензиновых искровых: - карбюраторных, - с впрыском бензина.
• Газовых искровых: - обычных, - форкамерных.

     ДИЗЕЛЬ-РК принадлежит к классу термодинамических программ, т.е. цилиндры двигателя рассматриваются в ней как открытые термодинамические системы.

     Как и положено хорошей термодинамической программе, ДИЗЕЛЬ-РК позволяет исследовать двигатели с разными системами наддува, подбирать агрегаты наддува к поршневой части, исследовать процессы газообмена, включая оптимизацию фаз газораспределения, а также прогнозировать различные характеристики двигателей. Загрузить короткое описание на 6 страницах в формате PDF. Программа постоянно совершенствуется, в нее добавляются все новые и новые возможности для решения актуальных задач.   

     В программе реализована РК-модель: модель смесеобразования и сгорания в дизеле которая позволяет рассчитывать скорость тепловыделения с учетом:

• формы камеры сгорания;
• интенсивности вихря;
• количества, диаметра и направленности сопловых отверстий;
• формы характеристики впрыска, включая многофазный (многоразовый) впрыск и PCCI;
• взаимодействия струй со стенками и между собой;
• биотоплива и смесей биотоплива с дизельным топливом в разных пропорциях;
• системы рециркуляции отработавших газов.

РК-модель позволяет оптимизировать форму камеры сгорания и конструкцию топливной аппаратуры.

Встроенная программа визуализации "Fuel Spray Visualization" позволяет в наглядной форме анализировать подвижную картину взаимодействия топливных струй со стенками камеры сгорания, воздушным вихрем и между собой. Программа помогает проектировать форму камеры сгорания и правильно выбирать диаметр, количество и направленность сопел распылителя для конкретной характеристики топливоподачи и интенсивности воздушного вихря.

Интерфейс программы ДИЗЕЛЬ-РК позволяет исследовать любую форму камеры сгорания и любую конфигурацию сопловых отверстий распылителя.

Для решения оптимизационных задач ДИЗЕЛЬ-РК имеет встроенную процедуру многопараметрической оптимизации, включающую 14 методов оптимального поиска, а также процедуры 1D и 2D сканирования.      Средства оптимизации позволяют радикальным образом повысить эффективность расчетных исследований и выявить пути совершенствования двигателей.

Исследование процессов PCCI (Premixed Charge Compression Ignition). Программа поддерживает моделирование процесса сгорания при многоразовом впрыске, включая сгорание при очень больших значениях опережения пилотного впрыска (до 100 и более град. до ВМТ). Учитывается сгорание по механизму низкотемпературного окисления (Low Temperature Combustion). Специальный интерфейс позволяет оптимизировать стратегию многоразового впрыска (доли топлива в порциях и задержки между ними), так чтобы избежать попадания топлива на стенки зеркала цилиндра.  See visualization.

Поддержка многотопливных двигателей. Модель сгорания в дизеле позволяет исследовать многотопливный двигатель, работающий как на диз. топливе, так  и на биотопливах, включая их смеси с дизельным топливом в разных пропорциях. Физические и химические свойства топлив могут заданы пользователем и сохранены в базе данных программы. Для каждого режима работы двигателя можно задавать свое топливо.

Ядро программы ДИЗЕЛЬ-РК может быть запущено из другого приложения, например программы, моделирующей транспортное средство или осуществляющей оптимизацию. Интерфейс взаимодействия внешней программы с ядром ДИЗЕЛЬ-РК включает 2 текстовых файла с входными и выходными данными. Например ДИЗЕЛЬ-РК может работать с программой Парето оптимизации  IOSO NM

Расчет периода задержки самовоспламенения путем моделирования детального химического механизма предпламенных реакций. Широко известные эмпирические уравнения расчета периода задержки самовоспламенения дают большие погрешности при моделировании процессов PCCI/HCCI, а также в условиях высокой степени рециркуляции выпускных газов, при малых температурах и длительном периоде задержки... Т.е. при условиях, характерных для дизелей со сверхнизким содержанием NOx в выхлопных газах. Для моделирования и оптимизации таких процессов в программе ДИЗЕЛЬ-РК применен алгоритм использующий результаты расчета полученные в программе CHEMKIN, где период задержки рассчитывается в зависимости от динамики изменения давления, температуры, степени рециркуляции и коэффициента избытка воздуха в процессе подготовки дизельного топлива и биотоплива к самовоспламенению. Предусмотрено использовании пользовательской модели для расчета периода задержки.

Совместный расчет смесеобразования и сгорания с конечно-элементным расчетом теплового состояния поршня, гильзы и крышки цилиндра.

В связи с тем, что условия испарения сильно зависят от локальной температуры стенки, куда попадает топливо, а распределение температур крайне неравномерно, расчет локальных температур ведется методом конечных элементов совместно с тепловым расчетом. Для задания конструкции, геометрии, материалов и граничных условий поршней. крышек и втулок цилиндра используется внутренняя база данных известных конструкций.

    Система мастеров настроек - специальных средств создания файлов данных позволит легко и быстро создать файл данных для расчета любого двигателя, что особенно полезно для экспресс-анализа ДВС, а также для первоначальной настройки эмпирических коэффициентов математических моделей. Мастер настройки установит значения эмпирических коэффициентов на основе богатого 25-летнего опыта использования программы применительно к двигателям разного класса и назначения.

    В программе реализован современный метод расчета эмиссии оксидов азота на основе схемы Зельдовича для обычных двигателей, а также на основе детального кинетического механизма для перспективных двигателей с высокой степенью рециркуляции ОГ и многоразовым впрыском. В программу заложен расчет нескольких схем системы рециркуляции отработавших газов.

     Обладая совершенной моделью сгорания и средствами оптимизации, программа ДИЗЕЛЬ-РК является профессиональным инструментом исследователя и разработчика ДВС, вместе с тем, благодаря системе мастеров настроек, ДИЗЕЛЬ-РК может с успехом использоваться начинающими исследователями: студентами и аспирантами.

     В программу постоянно вносятся все новые и новые возможности для решения актуальных задач создания мощных и экологически безопасных двигателей.

     Для того чтобы сделать программу доступной широкому кругу пользователей, реализована поддержка работы с удаленными клиентами через ИНТЕРНЕТ. Для удаленного доступа к программе достаточно загрузить файл с дистрибутивом клиентской части и установить клиентскую часть на свой компьютер.