Modelización de la transferencia térmica dentro de la cámara de combustión
Los ingenieros utilizan la Dinámica de Fluidos Computacional (DFC) para describir flujos complejos, por ejemplo en el interior de los motores de los automóviles. Como sucede en todas las técnicas de modelización, siempre hay margen de mejora. En el marco del proyecto MINNOX, el fabricante de automóviles DaimlerChrysler investigó los factores que influyen en la transferencia de calor y cómo tratarlos en las simulaciones de DFC. Esta investigación estuvo encabezada por el Engine Research Center (ERC, «Centro de Investigación sobre Motores») de DaimlerChrysler. El ERC empezó por examinar los efectos de la variación de la densidad en la mezcla de aire y combustible en el interior de la cámara de combustión. Aplicando una corrección de la compresibilidad al coeficiente de transferencia de calor consiguieron calcular valores más exactos del flujo de calor. El ERC integró la corrección de la compresibilidad en el código de dos modelos de DFC bien conocidos: KIVA-3 y STAR-CD. Seguidamente se emplearon los dos modelos para simular el flujo, la combustión y la transferencia de calor en prototipos del motor de MINNOX. Una comparación de los datos experimentales reveló que ambos modelos podían reproducir satisfactoriamente los flujos de calor que habían subestimado anteriormente. Las leves discrepancias entre KIVA-3 y STAR-CD se atribuyeron a diferencias en la parametrización de la energía cinética turbulenta en las paredes del cilindro. El ERC consiguió, asimismo, producir una corrección de la malla que mejoró la concordancia con las funciones de pared proporcionadas por sus socios en MINNOX, de la Universidad Técnica de Delft y el King's College de Londres. En conjunto, los avances logrados por el ERC aseguran un tratamiento más preciso de la transferencia de calor con DFC. Esto, a su vez, permitirá a los socios de MINNOX reconocer las maneras más efectivas de reducir la formación de óxidos de nitrógeno dentro de los motores.
