Analisi CFD di Problemi Industriali in ambito Automotive Ing. Mario Testa First International Grid School for Industrial Applications Aci Trezza 30 Giugno – 7 Luglio 2007

Mission: Sviluppo di Metodologie Integrate di Progettazione e Simulazioni Numeriche Avanzate prevalentemente in campo Automotive Targets:R&DConsulting Background : (1998) Gruppo di ricerca di Motori a Combustione Interna dell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata” Profilo della Società

Diesel Engines GDI Engines Port Fuel Injected 2 Stroke Engines Attività principale: CFD Under Hood Cooling Applicazioni Automotive : External Aerodynamics HVAC Defogging

Principali Clienti Industriali Magneti Marelli Powertrain per conto di :Magneti Marelli Powertrain per conto di : Magneti Marelli Racing per conto di :Magneti Marelli Racing per conto di : RenaultRenault Emitec GmbhEmitec Gmbh FerrariGeneral Motors PiaggioHarley Davidson PeugeotMercury Marine RenaultFiat FordVolksWagen Alfa Romeo Racing Renault Sport MOTORSPORT

Partners Accademici Università degli studi di Roma “Tor Vergata” CNR IAC “Istituto per le Applicazioni del Calcolo” CNR IAC “Istituto per le Applicazioni del Calcolo” Università di Napoli “Federico II” Università degli studi di Catania Know-how --- Cooperazione --- Training

FAST-EVP F luid-dynamic A nalysis S oftware T ool for E ngine V irtual P rototyping Un tool CFD basato sul Los Alamos Labs KIVA-3V Codice parallelizzato per architetture a memoria distribuita (MPI)‏

FAST-EVP: caratteristiche –Fluidodinamica 3D del motore (cilindro e parte dei sistemi di aspirazione e scarico) –Dominio di calcolo complesso con mesh deformabile e boundary mobili (pistone, valvole di aspirazione e scarico) con mesh strutturata –Accoppiamento 0D-1D-3D per un approccio integrato (modello dell’intero sistema motore)‏ –Flussi Reagenti con autoaccensione e combustione (link con la libreria ed il database Chemkin (Sandia) per le proprietà delle specie chimiche in fase gassosa e la cinetica delle reazioni)‏ –Modello di Iniezione di spray ad alta pressione diesel e benzina (evaporazione multi-componente, atomizzazione primaria e secondaria, interazione spray-parete solida)‏ –Basso tempo computazionale (solutori aggiornati e parallelizzazione)‏

FAST-EVP Caratterizzazione Iniettore CAD del motore Grid Generation Modello Iniettore Dati di Input: Velocità di rotazione Curve di Alz. Valvole Fasatura Valvole Temperatura Pareti Fasatura Iniezione Anticipo Accensione Massa Iniettata Bound. Conditions (temp. e pres)‏ Risultati sperimentali per la calibrazione e la validazione (per 2 o 3 condizioni operative)‏ Coefficiente di Riempimento Diagramma di Pressione Composizione Gas di scarico OUTPUT: Risultati Globali Risultati Locali Flussaggio stazionario (se disponibile) con la portata massica per ogni condizione di alzata valvole e di differenza di pressione imposta

Esempi di Campi di Moto Componente Radiale di Velocità sull’area di cortina valvole Isosuperficie di carica fresca

Esempi di Campi di Moto

Esempio di Approccio 3D-1D

Esempi di iniezione e combustione

Parallel computing Analisi Speed Up * Partizionamento su 16 processi * 200k elementi su un cluster di dual Opteron 250 con 4Gb di RAM, 1024k Cache – Interconnesso con rete Infiniband Silverstorm InfiniHost III Ex HCA