Large-Eddy Simulation of in-Cylinder Flows Simulation à grande échelle des écoulements internes dans les moteurs

Abstract

Advances in physical models, numerical methods, and computational power together have brought large-eddy simulation (LES) to the point where it warrants serious consideration for computing in-cylinder turbulent flows. This article includes: a discussion of LES and how it differs from Reynolds-averaged Navier Stokes (RANS) modeling; motivation for transitioning to LES for in-cylinder flow in IC engines; and quantitative results for two motored engine configurations. Dynamicsubgrid-scale stress models are emphasized, and results from two different numerical approaches are discussed. Compared to RANS, LES requires a low level of empirical input, provides more complete information on in-cylinder flow structure, and makes previously inaccessible phenomena (e. g. , cycle-to-cycle variability) amenable to analysis. Les progrès des modèles physiques, des méthodes numériques et de la puissance de calcul permettent qu'on puisse prendre en considération les simulations à grande échelle (LES) pour le calcul des écoulements turbulents dans les moteurs. La synthèse présentée comprend : une discussion sur la LES montrant ses différences avec la modélisation aux moyennes de Reynolds (RANS) ; les motivations pour passer à la LES pour les écoulements internes aux moteurs ; des résultats quantitatifs pour deux configurations de moteur entraîné. Des modèles de sous-maille dynamiquedes tenseurs sont développés, par ailleurs, nous discutons des résultats donnés par deux approches numériques différentes. En comparaison avec la méthodologie RANS, la LES requiert peu d'apports empiriques, donne plus de détails sur la structure de l'écoulement dans le cylindre et permet l'analyse de phénomènes jusqu'alors inaccessibles, comme les variations cycliques.