3D CFD Simulation der Direkteinspritzung von Benzin-Wasser-Emulsion

Ziel dieser Arbeit war es eine Wasserdirekteinspritzung simulativ zu modellieren und deren Auswirkungen auf die Verbrennung, Emissionen und Effizienz des Motors zu untersuchen. Dazu wurden zunächst Grundlagen des Ottomotors erläutert. Weiter wurde genauer auf die Grundlagen zur Effizienz- und Leistungssteigerung sowie der Wassereinspritzung eingegangen. Zur Erstellung des 3D-CFD-Modells wurde zuallererst das 3D-Basismodell über ein CAD-Tool generiert, um anschließend das bewegte Netz mittels für den Solver erstellen zu können. Um die nötigen Rand- und Initialbedingungen für den Solver definieren zu können mussten hierbei auch die nötigen Selections für das Netz erstellt werden. Üblicherweise werden hierzu Ergebnisse aus 1D-Modellen oder experimentellen Untersuchen herangezogen. In diesem Fall standen keine Daten dieser Art zur Verfügung, wodurch mit Werten aus der Literatur gestartet und sich im Folgenden über einen Iterationsprozess den richtigen Werten und Einstellungen angenähert wurde. Dabei wurden zum Anfang auch Einstellungen aus Beipielcases studiert und mit in die vorliegende Rechnung übernommen um ein stabiles Modell zu erhalten. Anschließend wurden in einzelnen Schritten die zur Auswertung relevanten Module und Einstellungen ergänzt und plausibilisiert. Ein Finetuning der jeweiligen zu untersuchenden Betriebspunkte musste erfolgen, um für die Fälle die nötige Vergleichbarkeit zu schaffen. Abschließend konnte über das 2D und 3D Post-processing eine Evaluation der Ergebnisse durchgeführt werden.