Combustion Modeling with the G-Equation
Modélisation de la combustion avec l'équation de G
1
Institut für Technische Mechanik
2
Audi AG
Numerical investigations concerning the turbulent flame front propagation in Gasoline Direct Injection (GDI) engines were made by implementing a flamelet model in the CFD code Fire. The advantage of this combustion model is the decoupling of the chemistry from the turbulent flow. For this purpose the combustion chamber has to be divided into a burned and an unburned area, which is realized by transporting a scalar field (G-Equation). The reference value defines the present averaged flame position. The complete reaction kinetics is calculated interactively with the CFD code in a one dimensional Representative Interactive Flamelet (RIF) code. This combustion model was verified by simulating a 2. 0 l-2 V gasoline engine with homogeneous combustion where a parameter study was conducted to check the flamelet model for plausibility. Finally, the potential of this combustion model was investigated by simulating a hypothetical 2. 0 1-4 V GDI engine.
Résumé
Une investigation numérique relative à la propagation des fronts de flammes turbulents dans les moteurs à essence à injection directe (GDI) a été menée en implantant un modèle de flameletdans le code 3D Fire. L'avantage de ce modèle de combustion est de découpler la chimie de l'écoulement turbulent en divisant la chambre de combustion en deux zones : brûlée et imbrûlée, à l'aide d'une équation de transport d'un scalaire (équation de G). Une valeur de référence de ce scalaire définit la position moyenne de la flamme. Une chimie complète est calculée interactivement avec le calcul 3D à l'aide d'un code monodimensionnel RIF (Representative Interactive Flamelet). Le modèle de combustion a été validé sur la simulation d'un moteur 2 litres à 2 soupapes en combustion homogène pour vérifier la représentativité de l'approche flamelet . Puis, le potentiel du modèle de combustion a été étudié en simulant un moteur modèle 2 litres 4 soupapes GDI.
© IFP, 1999