دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 6 2025 05 22 Experimental Investigation of the Performance of a Turbocharged Wankel Engine at High Altitude Along with the Development of a Performance Prediction Model بررسی تجربی عملکرد یک موتور ونکل دارای توربوشارژر در ارتفاع بالا به همراه توسعه مدل پیشبینی عملکرد 387 402 24039 10.48311/mme.2025.24039 FA مهرداد بزاززاده دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان سعید خردمند دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان صابر میرزالی دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان Journal Article In this study, the performance of a turbocharged Mazda 13B Wankel engine under high-altitude flight conditions was investigated through numerical and experimental approaches. Due to the lack of dedicated software for precise analysis of Wankel engines, a geometric and functional equivalence method was first developed to convert the Wankel engine into an equivalent piston engine model, enabling the use of conventional simulation tools. The equivalent model was simulated in the software based on the conditions of the main engine test setup, achieving an average power discrepancy of less than 5% between simulation and experimental results. After validating the baseline model using laboratory data, the effect of flight altitude on engine power output was evaluated for both naturally aspirated and turbocharged configurations, particularly in scenarios where experimental test results were unavailable. The modeling results indicate that, without a turbocharger, the engine power at 18,000 ft drops to approximately half its sea-level value, whereas with a turbocharger, the engine power remains nearly constant up to 30,000 ft, mitigating the power loss due to reduced air density. It can be clearly stated that in this research, the numerical model of the Wankel engine has been developed based on existing piston engine models and validated against experimental data <span dir="RTL">در این پژوهش، عملکرد موتور ونکل مزدا 13B<span dir="RTL"> مجهز به توربوشارژر در شرایط پروازی ارتفاع بالا مورد بررسی عددی و تجربی قرار گرفته است. با توجه به نبود نرم‌افزارهای اختصاصی برای تحلیل دقیق موتورهای ونکل، ابتدا یک روش معادل‌سازی هندسی و عملکردی برای تبدیل موتور ونکل به یک مدل پیستونی معادل توسعه داده شد تا امکان استفاده از ابزارهای شبیه‌سازی مرسوم فراهم شود. مدل‌ معادل موتور در نرم‌افزار با توجه به شرایط بستر آزمون موتور اصلی شبیه‌سازی می‌گردد که میانگین اختلاف توان بین شبیه‌سازی و نتایج تجربی کمتر از <span dir="RTL">۵<span dir="RTL"> درصد بوده است. پس از اعتبارسنجی مدل پایه به کمک داده‌های آزمایشگاهی، اثر ارتفاع پروازی بر توان خروجی موتور، در دو حالت تنفس طبیعی و توربوشارژ، در شرایطی که خروجی‌های مدل در زمینه‌هایی که نتایج آزمون برای آن وجود ندارد صورت گرفته است. نتایج مدل‌سازی موتور در ارتفاع نشان می‌دهد که توان موتور در حالت بدون توربوشارژر، در ارتفاع <span dir="RTL">۱۸۰۰۰<span dir="RTL"> پا به حدود نصف مقدار اولیه در سطح دریا کاهش می‌یابد، در حالی‌که با به‌کارگیری توربوشارژر، توان خروجی موتور تا ارتفاع <span dir="RTL">۳۰۰۰۰<span dir="RTL"> پا تقریباً ثابت باقی مانده و از افت ناشی از کاهش چگالی هوا جلوگیری می‌شود. به طور کاملا واضحی می‌توان اشاره داشت که در این پژوهش، مدل عددی موتور ونکل با استفاده از مدل‌های موجود برای موتور پیستونی توسعه یافته و با داده‌های آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است.</span></span></span></span></span></span></span></span> https://mme.modares.ac.ir/article_24039_f331c4fbb503a896dc1ad1614a663b9b.pdf