1D fluid dynamic simulation of turbochargers for I.C. engines boosting

Nowadays, the numerical modelling of thermo-fluid dynamic processes that occurs in the internal combustion engines is an indispensable tool of analysis in the design and development of engines. In fact, the use of reliable software and correct processes modelling, can predict the engine performance with a sufficient degree of accuracy, in terms of: power, fuel consumption, pollutants and all the variables that characterize its operation. The software used for the thesis work is Gasdyn, developed at Politecnico di Milano by the I.C. Engine research team. First part of the thesis includes turbo-matching of steady flow through a turbocharger (whose experimental investigation is carried out on the University of Genova (UNIGE) test facility). Where results obtained from experimental rig are compared with results achieved on Gasdyn simulation platform for turbo-matching. In the second part of the thesis work, a new algorithm is made and executed in Gasdyn code, to achieve convergence of turbocharger simulation accurately and efficiently. Then this new algorithm is validated and checked for two set of engines “TD-4” and”F1C”

Oggigiorno, la modellazione numerica dei processi termofluidodinamici che si verificano all'interno dei motori a combustione interna rappresenta uno strumento indispensabile per l'analisi del progetto e sviluppo dei motori. Infatti l'uso di software affidabile e di modelli corretti dei processi, può consentire la previsione delle prestazioni del motore con un sufficiente grado di accuratezza, in termini di potenza, consumi, inquinanti emessi e di tutte le variabili che caratterizzano il suo funzionamento. Il software impiegato per questo lavoro di tesi è stato Gasdyn, sviluppato al Politecnico di Milano dal Gruppo Motori. La prima parte della tesi riguarda il turbo-matching di un flusso stazionario attraverso il turbogruppo (l'analisi sperimentale è stata condotta nei laboratori dell'Università di Genova (UNIGE)). I risultati ottenuti sperimentalmente sono stati confrontati con quelli forniti dalle simulazioni in Gasdyn. Nella seonda parte del presente lavoro di tesi, è stato implementato un nuovo algoritmo all'interno di Gasdyn, con lo scopo ri raggiungere più accuratamente e in modo più efficiente durante la simulazione, la convergenza dei turbogruppi.n Questo nuovo algoritmo è stato poi validato e testato su i due modelli motore denominati "TD-4" e "F1C".