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Modelagem de preenchimento da galeria de refrigeração de pistão de motor de combustão interna usando o método SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics).

Modeling of ICE piston cooling gallery oil filling ratio using SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) method.

FERREYRA, Sergio Adrian ;

Trabalho completo:

No desenvolvimento de um pistão de motor de combustão interna, a temperatura máxima do pistão é um fator muito importante do projeto que deve ser minimizada. Vários parâmetros definem a temperatura máxima do pistão, sendo a eficiência de resfriamento deste uma das questões relevantes que está fortemente relacionada à taxa de preenchimento da galeria de resfriamento do pistão (FR), que pode ser melhorado para otimizar a eficiência de transferência de calor. A modelagem virtual do FR é normalmente realizada por um cálculo transiente de CFD (Computational Fluid Dynamics), no entanto a disponibilidade do método SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) pode alcançar bons resultados com uma abordagem simples de preparação do modelo e tempo de processamento curto, levando ao desenvolvimento de um projeto confiável com precisão de resultados e custo reduzido. O foco deste trabalho é validar o uso da técnica SPH para prever o FR para uma condição específica, comparando-se os resultados da simulação com o teste de bancada. Por fim, esta abordagem de modelagem é usada em uma aplicação real comparando-se dois pistões com diferentes designs de galeria, possibilitando observar o FR modelado das galerias de refrigeração com as medições de temperatura dos dois diferentes designs no motor.

Trabalho completo:

The piston maximum temperature is a very important characteristic for the development of an internal combustion engine. Several parameters define the piston maximum temperature that must be minimized, and the piston cooling efficiency is one of the relevant issues which is tightly related to the piston cooling gallery filling ratio (FR) that can be improved aiming to optimize the piston heat-transfer efficiency. The virtual modeling of the piston cooling gallery filling is traditionally performed by a transient CFD (Computational Fluid Dynamics) approach, however the availability of the SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) method can achieve good results with a simple approach of model preparation and short processing time leading to confidence project development with accurate of results and attractive cost efficiency. The focus of this work is to validate the SPH technics to predict the FR for a specific condition comparing the simulation results with bench test. Later this modeling approach is applied in a real piston engine application comparing two pistons with different cooling channel designs where is possible to observe the relation of modeled FR with the piston temperature measurements in the engine.

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DOI: 10.5151/simea2023-PAP23

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Como citar:

FERREYRA, Sergio Adrian; "Modelagem de preenchimento da galeria de refrigeração de pistão de motor de combustão interna usando o método SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics).", p. 176-181 . In: Anais do XXX Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva . São Paulo: Blucher, 2023.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2023-PAP23

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