柴油发动机：封闭循环扇区模型

封闭循环分析研究所有进气阀和排气阀关闭时发动机气缸中的喷射、点燃和燃烧过程。对于轴对称气缸几何，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 可用于在实际气缸几何的扇区中对发动机循环的这些阶段进行建模，以减少运行时间。

在本教程中，您将使用 45° 扇区模型以 680 度 CA 到 800 度 CA 之间的间隔对柴油压缩点燃发动机进行封闭循环分析。几何由 2D 样条组成，此样条描绘了气缸扇区轮廓，其中活塞位于 BDC 位置：

在气缸盖的中心，多喷嘴喷射器将 $C_{12}{H}_{26}$ （十二烷）引入气缸扇区。燃料喷射开始于 714.75 度 CA，结束于 722.65 度 CA。您以表格形式指定质量流率，作为曲柄角度的函数。要模拟从喷嘴喷射器退出的燃料射流的分解过程，可使用 Huh 雾化模型。Reitz-Diwakar 破碎模型用于分析喷射后燃料液滴的二次破碎。为了在喷射后引发湍流燃料混合，根据中心轴的旋转速度 2000 rpm 初始旋流。

下表列出了柴油发动机的发动机特性和操作条件：

可以使用燃烧受平衡焓 (ECFM-CLEH) 限制的扩展拟序火焰模型模拟发动机气缸中的燃烧过程，此时基于复杂化学导入库表。您可以通过自动成分初始化使用自动方法设置气缸中的初始气体成分。发动机气缸中的可燃混合物在没有外部点燃源（自动点燃）的情况下自发点燃。要计算点燃延迟，可导入表格化动能点燃 (TKI) 表。

在气缸壁面，应用 400 K 到 450 K 之间的恒温条件。要考虑近壁区域热物理属性的变化，可以对柴油应用 Angelberger 壁面处理公式。

可使用自动时间步控制来运行模拟，此功能根据燃料喷射的开始和结束来调整时间步长。