Estudio CFD del proceso de inyección de UWS: análisis del tipo de malla en la solución

Abstract

[ES] La regulación de emisiones de los motores de combustión interna alternativos, y las futuras, son y van a ser cada vez más restrictivas. Es por ello que los sistemas de post-tratamiento están siendo cada vez más investigados y optimizados. En este trabajo se propone el uso del código comercial de CFD StarCCM+ para la simulación del proceso de inyección de AdBlue (disolución de agua-urea, UWS) en los sistemas de reducción catalítica (SCR). Para ello se empleará un enfoque Volume-Of-Fluid (mixture model) para el flujo multifásico con métodos RANS para la turbulencia. El principal objetivo del proyecto es el estudio de la viscosidad numérica en la solución al utilizar hasta 3 tipologías de malla diferentes: cartesiana, tetraédrica y poliédrica. Los resultados se compararán y validarán con experimentos realizados en el Departamento. Las conclusiones se podrán utilizar para enfoques de turbulencia más avanzados en el futuro.

[EN] The current state of the emission regulations has forced the diesel engines to implement certain solutions so as to accomplish the imposed restrictions. In order to reduce the NOx emissions, systems such as SCR (Selective Catalytic Reduction) are used. This system allows to reduce the NOx emissions thanks to the injection of a mixture of urea and water, commonly known as UWS (Urea-Water Solution), which transforms the pollutant gases into harmless products. The principal aim of this project is to asses the differencies that the solution of a CFD simulation of an UWS injection process may present when different meshing strategies are used. The meshes considered in the analysis were polyhedral, cartesian and tetrahedral. The objective is to study the variations in the spray morphology, as well as determine which mesh offers the most homogeneous results among the sprays belonging to the same solution using the software STARCCM+.