Optimierung der Einlasskanalgeometrie eines Ottomotors mit Hilfe transienter CFD Simulationen

Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Prozesskette zur Einlasskanaloptimierung mit Hilfe von numerischen Strömungssimulationen vorgestellt. Gängige Verfahren verwenden zur Beschreibung der Ladungsbewegung eine stationäre Kennzahl, was insbesondere bei alternativen Ventilhubstrategien, wie dem frühen Schließen der Einlassventile, eine starke Vereinfachung darstellt. Mit einer modifizierten, vollautomatisierten Prozesskette kann die stationäre Kennzahl durch eine transiente ersetzt werden, um so eine motornahe und damit realistischere Bewertung der Ladungsbewegung zu erzielen. Die vorliegende Arbeit beschreibt alle hierfür erforderlichen Prozessschritte von der Definition geeigneter Zielgrößen über die CFD Simulation bis hin zur Optimierungsstrategie. Beispielhaft wird die Optimierung der Einlasskanalgeometrie eines modernen 2,0 l Ottomotors vorgestellt. Dabei werden sowohl die wesentlichen Faktoren des parametrisierten Einlasskanalmodells identifiziert als auch eine Optimierung der Geometrie durchgeführt. Die resultierende Kanalvariante weist bei gleicher Ladungsbewegung ein erhöhtes Durchflussverhalten, was durch weitere numerischen Untersuchungen sowie eine Validierung am Motorprüfstand belegt wird.