Sviluppo di una metodologia per la simulazione CFD 3D del circuito acqua di raffreddamento di un motore ad alte prestazioni

Il raffreddamento dei cilindri rappresenta una tematica fondamentale nella progettazione dei motori a combustione interna, in quanto influenza l’affidabilità, le performance, l’efficienza e le emissioni del motore. Al giorno d’oggi, con il miglioramento della potenza di calcolo dei computer e della precisione dei metodi numerici, la CFD sta acquisendo sempre più spazio nel contesto industriale, venendo usata sia come benchmark virtuale sia come strumento di creazione di know-how. In quest’ambito si colloca l’obiettivo dell’elaborato, che consiste nello sviluppo di una metodologia per la simulazione CFD 3D del circuito di raffreddamento di un motore ad alte prestazioni usando il software AVL FIRE M. Quest’ultimo consente l’utilizzo di celle poliedriche, che nell’applicazione in esame, risultano particolarmente vantaggiose rispetto alle più convenzionali celle esaedriche. Dopo aver sviluppato la metodologia, si è testata la sensibilità del modello al fluido refrigerante. Si è poi validata la metodologia sviluppata per la stima delle perdite di carico, andando a confrontare le perdite di carico totali nel circuito di raffreddamento computate dall’analisi CFD con quelle misurate sperimentalmente. Infine, se ne è valutata la sensibilità alla mesh rispetto al calcolo delle perdite di carico, variando sia il numero di boundary layer, sia il livello di discretizzazione della mesh. Si sono quindi indagate le principali sezioni di interesse del circuito per valutare la sensibilità delle perdite di carico ai suddetti parametri, rispetto al riscontro sperimentale.