Modellazione multidimensionale del processo di combustione di un motore Diesel heavy duty ad accesso ottico

The purpose of this Thesis is to study the combustion process of a diesel engine using CFD modelling, with particular attention to the effects due to the laws of different fuel injection. In this regard, it is taken as a reference to validate the solver used, a paper of Sandia, in which it has been studied both experimentally and numerically a Diesel engine. So, reproduced the mesh in OpenFOAM®, the experimental results provided by Sandia were compared with those obtained numerically using a CFD simulation. Subsequently, after having validated the solver, they were performed two simulations characterized by more different injection than that of the case of Sandia: a single injection of fuel postponed and two injections. The results of these simulations were compared with those of the case of the engine studied by Sandia. As a further object of study in this Thesis, it was studied the combustion process of a Dual-Fuel engine, comparing pressure, temperature and emissions of the engine with those studied by Sandia and with experimental results from papers.

In questa Tesi ci si è posto come obiettivo quello di studiare il processo di combustione di un motore Diesel tramite modellazione CFD, con particolare attenzione agli effetti dovuti a leggi di iniezione del combustibile differenti. A tal proposito, si è preso come riferimento, per validare il solutore utilizzato, un articolo scientifico di Sandia, in cui è stato studiato sia sperimentalmente che numericamente un motore Diesel. Quindi, riprodotta la mesh in OpenFOAM®, sono stati confrontati i risultati sperimentali forniti da Sandia con quelli ottenuti numericamente tramite una simulazione CFD. Successivamente, dopo aver validato il solutore, sono state eseguite altre due simulazioni caratterizzate da leggi di iniezione differenti da quella del caso Sandia: una singola iniezione di combustibile posticipata e due iniezioni intervallate tra loro. I risultati di tali simulazioni sono stati confrontati con quelli del caso del motore studiato da Sandia. Come ulteriore oggetto di studio di questa Tesi, è stato studiato il processo di combustione di un motore Dual-Fuel, confrontandone pressione, temperatura ed emissioni con quelle del motore studiato da Sandia e con risultati sperimentali provenienti da articoli scientifici.