CFD- ja FEM-ratkaisijan yhdistäminen pakokaasun puhdistusjärjestelmän simuloinnissa

• Main Author: Kasurinen, J. (Juho)
• Format: Dissertation
• Language: Finnish
• Published: University of Oulu 2018
• Subjects: Mechanical Engineering
• Online Access: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201810042873; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:fi:oulu-201810042873

Tässä työssä on tutkittu pakokaasun puhdistusjärjestelmän kuorirakenteen käyttäytymistä kun järjestelmään virtaa kuumaa pakokaasua. Työn keskeinen tavoite oli selvittää keinoja, joilla lämmönsiirtymistä kuorirakenteeseen ja näin siihen aiheutuvia lämpöjännityksiä ja -siirtymiä voitaisiin arvioida parhaiten. Lisäksi tavoitteena oli löytää keinot, joilla virtausmekaanisten ja solidikappaleiden käyttäytymiseen liittyvien ongelmien ratkaisemiseen soveltuvat simulointiohjelmistot voitaisiin yhdistää. Päämääränä oli hyödyntää tällä tavoin kummankin ohjelmiston erityisvahvuuksia samassa laskenta-analyysissä. Työssä on käyty läpi yleistä fluidivirtauksen ja solidikappaleen käyttäytymiseen liittyvää teoriaa sekä tapoja, joilla käyttäytymistä voidaan arvioida laskenta-analyysin avulla. Teoriaosuuden jälkeen on kuvailtu simulointiohjelmistoilla suoritetut laskenta-analyysit tutkimuskohteena olevalle pakokaasun puhdistusjärjestelmälle ja sen kanssa vuorovaikuttavalle pakokaasulle sekä sitä ympäröivälle ilmapatsaalle. Työssä on käytetty ajasta riippuvaa ja riippumatonta laskenta-analyysiä, joista saatuja tuloksia on verrattu keskenään. Lopussa on esitetty jatkotoimenpiteitä, joilla laskenta-analyysin tarkkuutta saadaan parannettua. === In this master’s thesis behavior of a shell structure of an exhaust gas aftertreatment system influenced by inflowing hot exhaust gas has been examined. The aim of this work was to find ways which could be used to estimate the magnitude of heat flow to the shell structure and thereby induced heat stresses and displacements. In addition, the focus was to find ways how simulation programs could be coupled so that the strengths of both programs could be utilized in the same calculation analysis. In this work, general theory in terms of the physical behavior of fluid flow and s solid body has been studied as well as calculation analysis methods for estimating it. After the theory part, the simulation of the examined exhaust gas aftertreatment system, exhaust gas and air surrounding the system have been described. Time-dependent and time-independent calculation analyses have been used and the results have been compared with each other. Finally, further actions are described to further improve the accuracy of the described method.