エンジン用ブリーザシステムのオイル分離挙動シミュレーション

＜要旨＞
レシプロエンジンのブリーザシステムには，クランクケース内を換気する際にブローバイガス中よりオイルミストを分離する機能が求められる．ブリーザチャンバ内の気液分離は液体の分裂や合体を伴う複雑な現象であるため，一般的な数値計算手法である格子法では計算格子の変形や移動量が著しくなり，直接予測解析をすることが困難である．
本研究では自由表面や液体の分裂，合体といった複雑な流体現象の解析に適した粒子法に着目し，ブリーザチャンバのオイル分離挙動を予測することを試みた．計算にはMoving Particle Semi-implicit法を使用し，格子法によって事前に算出した気体の速度場履歴を境界条件として粒子の運動を計算する空気抵抗モデルを導入した．また粒子の粗視化モデルにより，粒子への空気抵抗力の作用が実際のオイルミストと同等となるよう考慮した．
本シミュレーションと実機可視化結果を比較し，オイルの飛散や分離過程の傾向が定性的に一致することを確認した．以上により，粒子法を活用したオイル分離機能の予測手法を確立した．