CFD av strømningskarakteristikker i hydrauliske motorer

Abstract

CFD-vertøy er i dagens industri et mye brukt redskap for analyse av komplekse strømningsdynamiske problemstillinger. Dette gjelder også hos Rolls-Royce Marine Deckmachinery i Brattvåg. Her blir CFD brukt på hydrauliske komponenter som ventiler og motorer. Målet med denne oppgaven er å studere muligheten for å modellere og analysere motorene til nettopp Rolls-Royce med CFD. Motoren som blir brukt i denne oppgaven er av typen MX6300, som er en hydraulisk vingemotor. Dette arbeidet bestod i å bearbeide en CAD-modell av motoren slik at den ble hensiktsmessig for CFD-analyse i programmet Fluent 6.3.26. Denne bearbeidingen gikk i å forenkle modellen på en slik måte at de viktigste strømningsegenskapene til motoren ikke gikk tapt. En ny metode for spaltesimulering ble testet ut. Denne gikk ut på å erstatte tynne spalter med en porøs sone, som har en definert strømningsmotstand som gir samme trykktap som over den tynne spalten. Dette vil gi en forenklet geometri, og dermed redusere antall celler i meshet. For å kunne verifisere resultatene fra CFD-analysen, har det blitt utført eksperimentelle virkningsgradsmålinger på den virkelige motoren. Målingene ble utført ved en teststand hos Rolls-Royce i Brattvåg. Resultatene fra CFD-analysen var lovende. En fikk gode indikasjoner på at implementering av en porøs sone i stedet for spalter i en avansert modell, fungerer på en god måte. Det totale strømningsbildet viste imidlertid avvik fra et realistisk bilde. Det er forventet at en stor forbedring vil skje dersom et finere mesh benyttes. Dette vil også kreve mer dataressurser.