¦ЯTА¦¦¦¬¦¦¦-TВ¦-TЖ¦¬TП_20.12.2025

1.

Глава 2
Моделирование эмиссии ОГ в ANSYS FORTE на долевых режимах. Сравнительный
анализ и апробация с методикой Гриневецкого-Мазинга

2.

Описание и различие методов
Гриневецкий-Мазинг: Упрощённая 0D-модель (усреднённые параметры по объёму цилиндра, без
пространственной неоднородности). Процессы идеализированы: политропное сжатие/расширение
(n=const), изобарное сгорание (p=const). Не учитывает 3D-эффекты, такие как вихревое движение
(swirl/squish), распыл топлива, локальные зоны богатой/бедной смеси.
ANSYS Forte: Полный 3D CFD с решением уравнений Навье-Стокса, турбулентностью (k-ε), детальной
химией (reduced mechanisms) и спреем (KH-RT breakup). Учитывает пространственные градиенты, что
даёт более реалистичные пики (локальные max), но может недооценивать или переоценивать усреднённые
значения из-за сетки, моделей и калибровки

3.

Зависимость Pmax от φп.к.в
ANSYS FORTE
Режим 600 об/мин (Pmax, nmin)
Режим 1700 об/мин (номинальный)
Режим 1900 об/мин (Pmin, nmax)
Данные средних значений по Гриневецкому-Мазингу
Режим
1400 об/мин (max torque, full
load)
p_max (бар)
98.5
Режим
1700 об/мин (nominal, 42 кВт)
p_max (бар)
55
Режим
1900
об/мин
(min load,
high idle)
p_max (бар)
60-70

4.

Зависимость Tmax от φп.к.в
Режим 600 об/мин (Pmax, nmin)
ANSYS FORTE
Режим 1700 об/мин (номинал)
Режим 1900 об/мин (Pmin, nmax)
Данные средних значений по Гриневецкому-Мазингу
Режим
1400 об/мин (full load)
T_max (K)
2650
Режим
1700 об/мин (nominal)
T_max (K)
2450
Режим
1900 об/мин (min load)
T_max (K)
1600

5.

Зависимость NOx от φп.к.в
ANSYS FORTE
Режим 600 об/мин (Pmax, nmin)
Режим 1700 об/мин (номинал)
Режим 1900 об/мин (Pmin, nmax)
Данные средних значений по Гриневецкому-Мазингу
Режим
1400 об/мин (full load)
NOx(г/кг топлива)
9-12
Режим
1700 об/мин (nominal)
NOx(г/кг топлива)
7
Режим
1900 об/мин (min load)
NOx(г/кг топлива)
1-3

6.

Зависимость СО от φп.к.в
ANSYS FORTE
Режим 600 об/мин (Pmax, nmin)
Режим 1700 об/мин (номинал)
Режим 1900 об/мин (Pmin, nmax)
Данные средних значений по Гриневецкому-Мазингу
Режим
1400 об/мин (full load)
СO, г/кг топлива
450
Режим
1700 об/мин (nominal)
СO, г/кг топлива
350
Режим
1900 об/мин (min load)
СO, г/кг топлива
200

7.

Выводы
• Модель Гриневецкого-Мазинга: базируется на средних параметрах (α, ge, Q_h), игнорируют
утечки, теплоотдачу стенкам, неравномерность. Результаты — идеализированные, часто
завышенные (p_max, T_max).
• ANSYS Forte: Зависит от геометрии, mesh, initial conditions(начальные условия) (k, ε), boundary
(граничные условия(wall T, injection profile). Если setup не калиброван по эксперименту —
расхождения могут достигать 20–50% в пиках
• ANSYS Forte и Г-М совпадают по трендам (высокие значения на нагрузке), но CFD часто
завышает эмиссии (CO/UHC) и занижает NOx на номинале — из-за 3D-неоднородностей vs
упрощённой эмпирики. p и T адекватны с расхождением <25%. Для снижения разницы —
следует калибровать Forte по результатам эксперимента.