＊1～7 技術研究所 －84－ 15 内田 健司＊1 Kenji Uchida 朱 前進＊5 Zhu Qianjin 原田 雄司＊2 YujiHarada藤本 英史＊6 HidefumiFujimoto佐藤 圭峰＊3 KiyotakaSato山下 洋幸＊7 HiroyukiYamashita 田中 達也＊4 Tatsuya Tanaka要 約 内燃機関の熱効率を改善する課題の1つとして，冷却損失の低減が挙げられる。このため，広範な運転領域において熱効率を最大化するためには，燃焼室壁面における伝熱現象に対する理解とモデル化が必要となる。これまでにエンジン燃焼CFDで使用されている伝熱モデル（壁関数）は，完全に発達した乱流場を仮定して構築されている。しかしながら，実際の燃焼室では，未発達な乱流状態が支配的となっている。本研究では，急速圧縮膨張装置（RCEM）を用いて，エンジン燃焼室に近い流れ場における壁面境界層内の速度分布と壁面熱流束の同時計測を実施した。計測結果より，境界層内の乱流運動エネルギーの生成と散逸の関係を表す乱流レイノルズ数を用いて壁面熱流束を推定するモデルを構築した。このモデルをエンジン燃焼CFDに適用することにより，計算コストを増加させることなく，高精度で定量的に壁面熱流束を予測できることを確認した。 Summary エンジン筒内流動場を考慮した新たな伝熱モデルの開発 Recently, reduction of cooling loss in internal combustion engine has been recognized as one of the key issues to improve thermal efficiency. For maximizing thermal efficiency by suppressing wall heat transfer under the wide range of engine operation, comprehensive understanding and modeling of wall heat transfer in engine combustion chamber are definitely necessary. In general, fully-developed turbulent flow is assumed in existing wall heat transfer models (wall function) used in CFD. However, undeveloped flow was dominated in engine combustion chamber. In this study, velocity distribution in wall boundary layer and wall heat flux were measured at the same time under engine-like condition with RCEM (Rapid Compression and Expansion Machine). From the experiment, we revealed that wall heat flux could be predicted with turbulent Reynolds number. Considering this finding, we formulated the new model. Using this model in CFD, it was found that our new model was able to predict wall heat flux in internal combustion engine quantitatively with high accuracy. Technical Reserch Center マツダ技報 近年，地球温暖化の観点より，自動車のCO2排出量や燃費の規制が厳しくなっている。今後も，自動車の主要な動力源は内燃機関が主流であり続けるので，自動車業界において内燃機関の熱効率改善は重要な課題である。理論熱効率の向上策として，高圧縮比・高膨張比化が有効であるが，実際には高圧縮比化に伴う冷却損失増大が熱効率向上を阻んでいる。このため，内燃機関の効率追求には，冷却損失を低減させることが必要である。さまざまな物理量が複雑に影響し合う燃焼室内において，冷却損失低減効果を最大化させるための技術を確立するためには，モデルを活用した技術開発が必要不可欠であり，これまでに多数のモデルが提案されている(1)-(3)。これらは定性的な傾向を表現しているものの，定量値として十分な精度を有しているとはいえず，低い計算負荷と高い計算精度を両立したモデルの構築には至っていない。この理由として，燃No.35（2018）Consideration of In-cylinder Flow of Internal Combustion Engines Formulation of New Wall Heat Transfer Model in 1. はじめに
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