Saugrohr ändern (Überprüfung mit CFD)

[RMX]

So jetzt bitte nicht lachen.
Ich hab nen T4 mit nem 68PS Turbodiesel (MKB ABL) und wollte das Ding ein wenig pimpen.
Kennt sich jemand von euch mit CFD aus?
Über Sinn oder Unsinn läßt sich wahrscheinlich streiten aber es ist wie es ist.:D


Hab mir mal gedanklich die Saugseite zur Brust genommen und dachte, dass da was zu holen wäre.
Brauch mal ne zweite Meinung um meine Daten zu verifizieren, bin was die Strömungs-Thematik angeht eher Neuling.
Woher weiß ich was die richtigen Randbedingungen sind?

Von mir aus auch per PN

[ukw-kfz]

Mit CFD oder so kommst du nicht weiter.

Da hilft nur KAB-
Kauf Anderen Bus!

Am besten einen 2.5 TDI

Kost weniger, bringt mehr.

[AMC Gremlin]

ich hab ein stromagregat mit 1,5 ps,lässt sich da auch noch was rausholen ?

[Acki]

CFD macht man nicht einfach so - auch wenn einige immer so tun. ;)
Fängt schon bei der Software an. ;)

[RMX]

3253

Ich weiß dass das hier ein komischer Einstand ist den ich gebe und dass das hier nicht eine alltägliche Fragestellung darstellt.

Ich will das ja auch nicht einfach so machen und dass das alles andere als trivial ist leuchtet mir auch ein.
Wo siehst du da die größten Schwierigkeiten bei der Umsetzung?
Welche Software empfiehlst du?
Die Modifikation kostet mich nicht die Welt will ja damit auch nicht auf die Meile.
Bisher bin ich mit 25 Euro für ne 2. Ansaugbrücke in Vorleistung getreten.
Die meisten Teile hab ich schon liegen und Da ich den LLK aus Schrott hergestellt hab waren die Kosten auch sehr überschaubar.
Geht bloß um ne Leistungssteigerung auf 90 bis 120 PS.
Dazu soll noch ein LLK montiert werden und die Einspritzmengen und der Ladedruck angepasst werden.
Die technische Umsetzung sollte keine unüberwindbare Hürde darstellen, hab ne ausreichend ausgestattete Werkstatt zur Verfügung die mir die Modifikation ermöglichen sollte.
Mir geht es um den Lerneffekt um das eventuell auf andere Dinge zu übertragen der Motor steht halt zu Verfügung und sollte ein dankbares Versuchsobjekt hergeben da alles mechanisch ist.
Wenn ich damit auf die Schnauze falle, dann ist das halt so aber ich habs wenigstens probiert.
Ich seh das als Hausaufgaben und Testfeld für die folgenden Projekte.


@Acki Hab gelesen, dass du was mit der Konstruktion vom Klasen-Saugrohr zu tun hattest.
Sieht so aus als ob ihr das mit CATIA gemacht habt.


Ich beschreib mal kurz meine Herangehensweise

Ich bin da fürs erste so rangegangen.
Ich hab mir das p-V-Diagramm(Gaswechselschlaufe) für einen geladenen Motor genommen um die Drücke grob abzuschätzen.
Danach hab ich ne Ventilerhebungskurve genommen um an die Öffnungswinkel zu kommen um die Winkelabhängigkeit der Drücke für ein Arbeitspiel zu erstellen.

Das habe ich für ein Arbeitsspiel in Excel übertragen um mir die Zeitabhängigkeit für die Drückverläufe der einzelnen Zylinder zu schaffen. (siehe oben) Die Simulation soll zeitabhängig laufen und den Ansaugvorgang halbwegs real abbilden.

Kann gern meine Daten mit euch teilen wenn Bedarf besteht.

Zündfolge 1-3-4-2

Drehzahl 4000 U/min

macht für eine Umdrehung 0,015s

Also läuft ein Arbeitsspiel in 0,03s ab.


Ladedruck angenommen 1 Bar über Atmosphere also ca. 200000 pa abs.

Bei der angegebenen Drehzahl macht das mit dem Ladedruck und nem angenommenen Füllungsgrad von 0,85 so ca. 0,1 m³/s an Volumenstrom. Diese Größe wird als stationäre Größe angenommen was der Charakteristik des Laders nahekommen dürfte da dieser kontinuierlich fördert.

Die Zeitabhängigkeit mit den Druckverläufen(Druckpulse) würde ich als Randbedingungen in der Zündfolge auf die Zylinderöffnungen vom Saugrohr setzen.

Den Volumenstrom 0,1m³/s bei angegeben 200000 pa möchte ich als Randbedingung auf die Ansaugöffnung vom Saugrohr setzen.

Auf dieser Basis möchte ich dann die Simulation laufen lassen.


Als Ergebnis wollte ich mir dann die Volumenströme ausgeben lassen die durch die einzelnen Zylinderöffnungen strömen.
Diese zeitlich abhängigen Zahlenkolonnen kann ich dann im Excel als Diagramm auswerten und vergleichen.
So könnte ich dann verschieden Varianten bei gleichen Randbedingungen vergleichen.



Da ich keine Messwerte habe muss ich grobe Annahmen treffen und diese dann verfeinern.
Bin erstmal davon ausgegangen dass der Druck während der Ventilöffnung etwa auf Atmosphärendruck fällt das hab ich aber nur Pi mal Daumen angenommen.
Wird aber sicherlich etwas höher liegen aber das läßt sich leicht anpassen.

Wie gesagt das sind erstmal grob gepeilte Randbedingungen um überhaupt Daten zu haben die man angeben kann.

Kann man mir soweit folgen?


Kann auch sein, dass der ganze Aufwand zu Tage fördert dass meine angedachten Modifikationen am Ziel vorbeigehen und ich den Hebel an einer anderen Stelle ansetzen muss.
Aber ein enttäuschendes Ergebnis ist immerhin ein Ergebnis!

Ich sehe das was als Ergebnis herauskommt auch nicht als den absoluten Massstab das ist für mich bloß ein Gradmesser und ne Entscheidungshilfe um die Vorgänge besser verstehen zu lernen.

[RMX]

ich hab ein stromagregat mit 1,5 ps,lässt sich da auch noch was rausholen ?

Warum nicht?

Einfach Nitromethan in den Tank und das Ding dürfte kurzfristig noch mal Alles und noch ein wenig mehr geben.

[RMX]

Bei der Auswertung könnte dann sowas rauskommen.
Von den Vorzeichen nicht verwirren lassen.
Mir ist gerade aufgefallen dass die Erhebungskurve die ich benutzt hab scheiße war bzw. ich da Murks produziert hab und die Öffnungszeiten nicht stimmen da die auf Nockenwinkel bezogen waren und ich das auf Kurbelgrade gemacht hab.
Also verdoppelt sich die Öffnungszeit und es gibt Überschneidung bzw. die Kuven werden breiter.
Also muss ich das wohl nochmal machen. Aber an der Tendenz wird sich nicht viel ändern.

3256

[RMX]

Bin gerade nach Hause gekommen und hab noch Informationen diesbezüglich sammeln können ich muss die Lösung noch mal etwas verfeinern und überprüfen meine Ergebnisse konvergieren.
Bin aber so wie es aussieht auf dem richtigen Weg.

[Acki]

Kann sich beruhigen, bist du nicht.
Sorry aber aus dem Nähkästchen plauder ich nicht gerne.
Das bringt nämlich jedem was außer mir.

Beim Diesel würde ich erstmal Sprit reinkippen und Luftmasse hoch damit das Qualmen aufhört.
Vorher wirst du noch genug andere Baustellen haben als das Saugrohr.

[RMX]

Kann mit der Zeile nichts anfangen "Kann sich beruhigen, bist du nicht."

Falls das heißen sollte "Kannst dich beruhigen, bist du nicht." und sich das auf meinen Weg bezieht.
Dann müsstest du das etwas genauer erläutern, sonst hättest du dir die Aussage verkneifen können.
Wenn du dann dazu nichts beitragen kannst wirkt so eine Aussage recht zahnlos.
Kritik ist gut nur sollte sie konstruktiv sein.
Oder kratze ich hier an Herrschaftswissen was nur einer kleinen Elite vorbehalten bleiben darf?


Wie gesagt ich habe mit jemanden gesprochen der nen Lehrstuhl inne hat und der meinte der Weg den ich gegangen bin sieht ganz gut aus.
Ich muss lediglich bei der Vernetzung etwas feiner werden bis die Ergebnisse konvergieren und darauf achten dass die Anlaufstrecke für die Strömung gängig ist.
Wir werden sehen was bei den nächsten Durchgängen herauskommt.
Ich werde das dann hier nochmal zum Vergleich vorstellen.

[Acki]

Der im Lehrstuhl findet es wohl gut das du dich damit beschäftigst, mehr scheinbar nicht.
Aber wieso du das gleich instationär rechnest?!
Elite? Keine Ahnung wer das noch so nutzt. Wenn es so einfach wäre, würden es mehr Leute machen.

Ich weiß das meine Rechnungen <0,1% von einer FlowBench abweichen.
Es gibt ausreichend Bewertungskritierien für Randschicht, Timestep und Meshsize.
Je nach Software konvergiert das Ergebnis nicht immer, dann kommt die Erfahrung dazu.

[RMX]

Ich hab das instationär gemacht, weil ich davon ausgegangen bin, dass das die Realität am ehesten abbildet.
Ich bin ja wie gesagt Neuling auf dem Gebiet und befasse mich nur hobbymäßig damit.
Mir geht es vorrangig um den Erkenntnisgewinn den die Sache mit sich bringt.

Ich habe dazu im Vorfeld niemanden großartig befragen können, ich hab das einfach so gemacht wie ich dachte, dass es hinhauen könnte.
Wenn mir jemand plausibel erklärt, dass es auch stationär ausreichend gute Näherungen gibt dann würde ich das auch stationär machen.
Ich will ja auch kein Ergebnis, welches die Realität ultragenau abbildet mir reicht eigentlich ne gute Näherung um die Tendenz zu bewerten.
Ob es 0.1 Prozent genau oder genauer ist spielt für mich eher ne untergeordnete Rolle.


Wie genau bildet die Fließbank die wahren Vorgänge im Motor ab?
Ne Fließbank hat ja eher ein stationäres Betriebsverhalten.
Wenn ich dich richtig verstehe nimmst du die CFD-Rechnung als simulierte Fließbank an.
Welche Vorteile bringt mir das stationäre Rechnen?
Kann ich damit die Rechenzeit stark verkürzen?

Da ich keine Fließbank habe, hab ich mir da auch nicht so viele Gedanken gemacht was die Verifizierung der Daten mit einer Fließbank angeht.
Ich vermute mal, dass es nur schwer machbar ist die instationären Daten mit Fließbankwerten zu vergleichen.

Um die Ergebnisse zu messen und mit den Rechnerdaten zu vergleichen machst du das stationär, Richtig?

Wie lange dauert bei dir ein Rechengang?
Ich gehe mal davon aus, dass du einen relativ leistungsstarken Rechner verwendest.

Was mir bei der instationär Rechnung bei der Auswertung aufgefallen ist, dass es mit Änderungen der Geometrie scheinbar Veränderungen im Wellenverhalten im Saugrohr gibt welche sich positv oder negativ auf die Volumenströme auswirken können.
Inwiefern das die Realität abbildet kann ich nicht sagen aber in der Simulation scheint das einen Effekt zu haben wenn ich die Daten richtig interpretiere.

Aber wenn das Saugrohr was danach dabei rauskommt ne spürbare rechnerische Verbesserung bringt dann müsste die auch auf der Fließbank erfassbar sein.
Ich gehe mal davon aus, dass es dann nicht mehr so die große Rolle spielt ob man das nun stationär oder instationär rechnet.
Ich kann mich da auch täuschen aber soweit geht erst mal meine Vermutung.

Ich werde mal etwas recherchieren und versuchen rauszubekommen wie das beim Hersteller gemacht wird wenn die sowas konstruieren.

[Acki]

1D-3D Koppelung mach ich mit GT Power - also instationär.
Stationär rechnet um 4h auf 4 Kernen.
Meistens rechne ich parallel auf 2 Kernen über Nacht und Stoß früh die nächste Rechnung an.
Habe so 1-1,5 Millionen Zellen im Schnitt.
Stationär oder nicht hängt von der Anforderung ab, für Saugrohrlängen/Durchmesser habe ich andere Ansätze.
Wenn ich ein Teil auf Durchsatz trimme reicht stationär.
Aber das richtige Rechenmodell und Randbedingungen hast damit auch nicht.
Oft konvergiert das Ergebnis nicht weil das Netz irgendwo nicht perfekt ist.
CFD Software nurze ich meistens StarCCM.