STAR-CD/es-ice v4.20 배포판 발표 | CD-adapco
STAR-CD/es-ice v4.20 배포판 발표
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2013년7월5일, 뉴욕 및 런던

CD-adapco가 STAR-CD 및 es-ice IC Engine 시뮬레이션 소프트웨어의 v4.20을 발표했다. v4.20 릴리스를 사용하면, 사용자들은 광범위한 새 역학적 능력과 전처리 개발을 바탕으로 연소실내 시뮬레이션을 신속하고 정확하게 수행할 수 있다.

es-ice에서, 템플릿 자동화 기능이 더욱 심화되어 2D 메시로 기하학적 구조를 파악하여 트리밍 및 스무딩 작업에서 셀의 품질이 향상된다. 또한, GUI는 듀얼 및 2-요소 연료 사양을 지원하여 가스/디젤 파일럿, 에탄올 블렌드를 형성하거나 이와 유사한 시뮬레이션이 간편해진다. 파워포인트로 작성되는 요약 보고서로 옵션으로 생성하여 후공정을 향상시킬 수 있는데, 여기에는 엔진 변수, 분석 통계, 통합 결과 등 세부적인 내용이 포함된다.

V4.20는 STAR-CD 내에 PVM-MF(Progress Variable Model – Multi-Fuel)라고 하는 연소 모델을 새로 탑재한 첫 번째 배포판이다. 이 모델은 레벨 세트(g-방정식)와 작은 불꽃 기반의 방식을 통합하여 하나의 통합 모델을 형성하기 때문에, 개별 모델마다 적용되는 사전 혼합 또는 확산 제어식 연소를 제한할 필요가 없다. PVM-MF 모델을 활용하면, 모든 연소 모드에서 사전 혼합, 확산 및 자동 점화가 모두 가능하다. 기존의 g-방정식 및 DARS-TIF 작은 불꽃 모델을 사용하고 싶은 사용자들도 그렇게 할 수 있다.

지난 해 ECFM-CLEH 모델에 대한 고객들의 반응은 무척 고무적이었다. NORA(Nitrogen Oxides Relaxation Approach) NOx 모델이 추가되어 이 모델이 진화함에 따라 모든 질소 산화물과 오일러 스파크 점화 모델인 ISSIM(Imposed Stretch Spark Ignition Model)을 v4.20에서 사용할 수 있으며, 이는 이런 현상을 사전에 파악할 수 있는 이점을 제공한다.

v4.20 배포판에 포함되어 있으면서 ECFM-CLEH와 함께 작동하는 다른 중요 하위 모델로는 그을음용 단면 모델이 있다. 이 모델에서, 그을음의 크기 및 대량 분배에 영향을 주는 모든 주요 프로세스를 명확하게 모델링하여 분배 형상을 미리 가정하지 않아도 된다. 이는 모델링에서 매우 중요한데, 예를 들면, 가솔린 엔진 입자에서 이중 모드 분배는 실험 과정에서만 볼 수 있지만, 분배 형상을 단순히 가정해 보면 실제로 나타나지 않는다.

v4.18에서 사용자가 정의하는 세부 연료 화학법이 도입된 이후, v4.20 배포판에서 사용자들이 직접 세부 화학적 해결책을 사용하여 ECFM-3Z and PVM 연소 모델에 맞는 라이브러리를 생성할 수 있으며 이는 CD-adapco에서 제공하는 라이브러리에 정의된 변수 및 포맷과 부합되고 제3자에 대해서도 적용할 수 있다. 이 개방형 포맷을 사용하면, 특수 연료 화학 그룹에서도 자신들에게 익숙한 화학적 해결책을 사용하여 선택한 세부 화학적 메커니즘으로 라이브러리를 생성할 수 있으며, STAR-CD의 불꽃 구조 모델에 사용할 수 있다.

v4.20 배포판에서 사용할 수 있는 연소실내 LES 기능이 크게 발전되고 있다. 첫째, DSAM(Dynamic Structure Model)이 도입되었다. 이 모델은 여러 가지 측면에서 Smagorinsky 모델보다 뛰어나다. 특히, 응력이 신장률에 비례하지 않아도 된다. 이는 IC 엔진의 중요한 특성이며, 곡률과 비등방성이 큰 흐름이 지배적인 경우가 많다. 둘째, WALE 벽모델을 사용할 수 있고, 이는 전단 흐름이 많을 때 와동 점성이 매우 커진다. 셋째, LES 스파크 점화 모델이 많이 향상되었고 초기의 불꽃은 로컬의 흐름 및 혼합물 조건에 맞춰 개발되었기 때문에, 사이클별 변수를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

여러 가지 연소 및 난류 모델 개발 외에, Doshisha University의 Senda 교수가 개발한 분무-벽 충돌 모델이 실행되었다. 이 모델은 엔진과 같은 조건에서 가솔린 및 디젤 연료를 사용하여 얻은 실험 데이터로 개발한 뒤 검증을 받았으며, 다양한 충돌 변수 및 벽 표면 온도를 다루고 있다.