소프트웨어

릴리즈 2023 R2: 파워트레인 - 성능 및 열

AVL 시뮬레이션 솔루션 업데이트 및 개선 사항

Software Release - Powertrain - Performance and Thermal

이 분야의 시뮬레이션 솔루션의 주요 특징을 한 눈에 살펴보세요.

회전 피스톤 엔진은 왕복 피스톤 엔진에 비해 출력 대 중량 비율이 높고, 좁은 공간에 설치하기 용이하며, 작동 시 진동이 거의 없습니다. 이러한 장점 덕분에 특정 애플리케이션에 적합한 솔루션으로 선호됩니다.

이 AVL CRUISE™ M 버전에서는 전용 회전 피스톤 엔진 구성 요소를 제공합니다. 이는 구성 요소 라이브러리에서 작업 공간으로 가져올 수 있으며, 직접 또는 외부 분사와 같은 다양한 유형이 제공됩니다. CRUISE M은 연소실, 흡배기 포트, 누출 흐름 및 인젝터를 위한 기본 블록으로 자체 제작 로터 부품을 고정하는 매크로 요소를 자동으로 생성합니다.

왕복 피스톤 엔진에서 사용되는 모든 연소 및 오염 물질 형성 모델의 전체 세트를 회전 피스톤 엔진에도 적용할 수 있습니다.

 회전 피스톤 엔진 프로젝트를 시작하는 데 도움이 되는 설치 예시도 제공됩니다.

 

Powertrain - Performance and Thermal Release R2 2023 - Figure 1: Rotary Piston Engine Component in CRUISE M
그림 1: AVL CRUISE™ M의 회전 피스톤 엔진 구성요소

가솔린 및 디젤 엔진용 엔지니어링 강화 실린더 구성 요소와 마법사에는 몇 가지 기능이 향상되었습니다.

  •  디젤 마법사: 이제 마법사는 연료 속성 파일에 명시된 연료 밀도를 고려합니다. 이러한 개선 사항은 낮은 발열량, 화학량론적 공기 대 연료 비율, H, C 및 O 원자의 연료 구성과 같은 기존의 연료 특성에 대한 고려 사항에 추가됩니다. 또한 배기가스 재순환(EGR)이 있는 경우 연소실 상류의 조건을 보다 정확하게 통합하도록 마법사가 개선되었습니다. 신선한 공기와 재순환되는 배기가스의 혼합으로 주어진 종류의 구성과 과잉 공기 비율은 이제 전체 공기 경로를 모델링할 때와 정확히 동일한 방식으로 계산됩니다. 마법사의 성능은 최적화 과정 중 더 많은 반복을 허용함으로써 향상되었습니다.
  • 가솔린 실린더: 실린더 모델은 단일 연소 하위 모델을 보완하기 위해 추가 매개변수로 개선되었습니다. 이를 통해 SI 연소의 매개변수화 과정에서 더욱 유연성을 제공합니다. 벽열과 고압 IMEP 모델의 저부하 및 고부하 부분을 구분하기 위한 결합 임계값이 이제 두 개의 개별 매개변수로 나뉩니다. 이를 통해 임계값을 각 모델에 대해 개별적으로 지정할 수 있어 연소의 매개변수화가 더욱 간단해집니다. 또한 최첨단 엔진을 더욱 정확하게 표현하기 위해 연소 모델을 조정했습니다.
Powertrain - Performance and Thermal Release R2 2023 - Figure 2: Flames in a Diesel-ignited NH3-fueled ICE. The colors represent the flow velocity; red / blue equals high / low velocity
그림 2: 디젤 점화되는 NH3 연료 얼음의 화염. 색상은 유속을 나타냅니다. 빨간색/파란색 = 고속/저속

AVL은 온실가스 배출 저감을 지원하기 위해 탄화수소가 없는 연료를 사용하는 방안을 논의하고 있습니다. 수소 또는 암모니아로 구동되는 최초의 엔진은 이미 트럭과 선박에 사용되고 있습니다. 연료 유형과 엔진/차량 용도에 따라 점화 플러그 또는 디젤 분사를 사용하여 연료를 점화합니다.

스파크 점화 수소(및 암모니아) 엔진은 이미 2023년 R1에서 ECFM-3Z 모델의 상태로 시뮬레이션할 수 있었으나, 이제 2023년 R2에서 디젤 점화 변형을 시뮬레이션할 수 있도록 모델이 다시 확장되었습니다.

새로운 ECFM-3Z 모델을 사용하면 GGPR 모듈을 배포하여 일반적으로 큰 탄화수소 반응 계획을 해결하는 것보다 이러한 시뮬레이션을 더 효율적으로 수행할 수 있습니다.

ICE 기반 파워트레인의 배기가스 후처리 구성 요소에서 성분의 변환을 계산하려면

이종 표면 반응 모델링 기능이 필요합니다. 또한 이러한 기능은 오늘날 연료 전지 및 연료 리포머 시뮬레이션에도 필요합니다. 2023 R2에서는 이이종 표면 반응 모듈을 AVL FIRE™ M으로 사용할 수 있으며, 위에서 언급한 애플리케이션에 사용할 준비가 되어 있습니다. 모듈을 사용할 수 있게 되었을 뿐만 아니라, CRUISE M의 사용자 코딩 인터페이스(UCI)와의 호환성을 위해 AVL FIRE™ Classic에서 알려진 상태보다 확장되었습니다. UCI는 임의의 사용자 맞춤형 반응 체계와 전송 모델을 편리하게 정의하고 사용할 수 있습니다.

Powertrain - Performance and Thermal Release R2 2023 - Figure 3: NH3 Distribution in an Ammonia Reformer: red/blue equals high/low concentration
그림 3: 암모니아 리포머에서의 NH3 분포: 빨간색/파란색 = 고농도/저농도

이번에 새롭게 출시된 FIRE M에서는 범용 기상 반응(GGPR) 모델과 활성화된 종 수송을 오일러 다상 모델(Eulerian Multiphase model), 다유체 모델 및 체적 유체 모델과 함께 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 이를 통해 다상 프레임워크에서 "요소 열분해" 질량 교환 모델을 사용하여 열분해-가수분해 과정을 통한 요소 분해를 모델링할 수 있습니다.