МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПОМОЩЬЮ СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ
Рубрики: ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ
Авторы:
1.
Брянский государственный технический университет
(кафедра «Турбиностроение и трубопроводные транспортные системы», профессор)
Брянск, Брянская область, Россия
Брянск, Брянская область, Россия
2.
Брянский государственный технический университет
(кафедры «Турбиностроение и трубопроводные транспортные системы», аспирант)
аспирант
Брянск, Брянская область, Россия
аспирант
Брянск, Брянская область, Россия
3.
Брянский государственный технический университет
(кафедры «Турбиностроение и трубопроводные транспортные системы», аспирант)
аспирант
Брянск, Брянская область, Россия
аспирант
Брянск, Брянская область, Россия
Тип:
Статья
Страницы:
с 45
по 52
Статус:
Опубликован
Получено:
04.03.2026
Одобрено:
08.04.2026
Опубликовано:
29.05.2026
Классификаторы:
ВАК 2.9.5 Эксплуатация автомобильного транспорта
УДК 004.4'2 Инструментальные средства разработки программного обеспечения
УДК 621.43 Двигатели внутреннего сгорания
ББК 393 Автодорожный транспорт
УДК 004.4'2 Инструментальные средства разработки программного обеспечения
УДК 621.43 Двигатели внутреннего сгорания
ББК 393 Автодорожный транспорт
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
двигатель, компьютерное моделирование, функция Вибе, сгорание, выбросы NOx, сажа, токсичность, экологичность, оптимизация
Аннотация:
В статье рассматривается применение современных программных комплексов для компьютерного моделирования рабочих процессов дизельного двигателя с акцентом на прогнозирование топливно-экономических и экологических показателей. Анализируются основные подходы к созданию математических моделей, воспроизводящих процессы впрыска топлива, распыла, смесеобразования, сгорания и газообмена. Особое внимание уделяется многомерному CFD-моделированию в ANSYS Forte с использованием детализированных кинетических моделей горения, моделей распыла и образования загрязняющих веществ (NOx, сажа, CO), а также термодинамическому моделированию в MATLAB на основе функции Вибе для расчёта индикаторных диаграмм и характеристик тепловыделения. Показана возможность виртуальной оптимизации конструкции камеры сгорания, параметров впрыска и режимов работы двигателя на этапе проектирования без дорогостоящих натурных испытаний. Продемонстрировано, что комбинированный подход (MATLAB для предварительного анализа и калибровки, ANSYS Forte для детального CFD-расчёта) позволяет эффективно прогнозировать эмиссию токсичных компонентов и улучшать экологические характеристики дизелей в условиях ужесточения международных норм (Euro 6/7, EPA Tier 4 Final, China VI). Подчёркивается роль цифрового моделирования в сокращении сроков и стоимости разработки экологически чистых силовых установок.
В статье рассматривается применение современных программных комплексов для компьютерного моделирования рабочих процессов дизельного двигателя с акцентом на прогнозирование топливно-экономических и экологических показателей. Анализируются основные подходы к созданию математических моделей, воспроизводящих процессы впрыска топлива, распыла, смесеобразования, сгорания и газообмена. Особое внимание уделяется многомерному CFD-моделированию в ANSYS Forte с использованием детализированных кинетических моделей горения, моделей распыла и образования загрязняющих веществ (NOx, сажа, CO), а также термодинамическому моделированию в MATLAB на основе функции Вибе для расчёта индикаторных диаграмм и характеристик тепловыделения. Показана возможность виртуальной оптимизации конструкции камеры сгорания, параметров впрыска и режимов работы двигателя на этапе проектирования без дорогостоящих натурных испытаний. Продемонстрировано, что комбинированный подход (MATLAB для предварительного анализа и калибровки, ANSYS Forte для детального CFD-расчёта) позволяет эффективно прогнозировать эмиссию токсичных компонентов и улучшать экологические характеристики дизелей в условиях ужесточения международных норм (Euro 6/7, EPA Tier 4 Final, China VI). Подчёркивается роль цифрового моделирования в сокращении сроков и стоимости разработки экологически чистых силовых установок.
Ключевые слова:
двигатель, компьютерное моделирование, функция Вибе, сгорание, выбросы NOx, сажа, токсичность, экологичность, оптимизация
двигатель, компьютерное моделирование, функция Вибе, сгорание, выбросы NOx, сажа, токсичность, экологичность, оптимизация
1. Горбунов В.В. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В.В. Горбунов, Н.Н. Патрахальцев. М.: Изд-во Рос. ун-та дружбы народов, 2008. 214 с.
2. Anenberg S.C. Impacts and mitigation of excess diesel-related NOx emissions in 11 major vehicle markets / S.C. Anenberg, J. Miller // Nature. 2017. P. 467-471.
3. ANSYS Forte Tutorials [Electronic resource] / ANSYS Inc. URL: https://www.ansys.com/support (дата обращения: 02.03.2026).
4. Дьяконов В. MATLAB 6: учебный курс / В. Дьяконов. – СПб.: Питер, 2001. – 592 с.
5. MATLAB.ru – Консультационный центр MATLAB [Электронный ресурс]. URL: https://exponenta.ru/matlab (дата обращения: 02.03.2026).
