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汽油机进气道流动数值模拟研究

作　者: 李言
导　师: 袁兆成
学　校: 吉林大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: CFD数值模拟进气道改进流量系数 CAD/CFD
分类号: TK411
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 592次
引　用: 5次
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内容摘要

在内燃机中,进排气系统的优劣是决定混合气形成、燃烧过程好坏与充量更换的关键之一;进入气缸中的空气量和进气产生的流动状态是对内燃机的动力性、经济性以及排放性能产生重要影响的主要因素。传统的螺旋进气道设计流程是采用经验设计加上稳流试验台上的反复试验,多次修正气道形状的方法进行设计。在设计开发中存在着较大的盲目性与局限性,不仅设计开发周期长,耗费大,而且较难得到理想的方案。通过对进气道内气体流动的三维数值模拟计算,可获得涡流比和流量系数,还可获得气道内压力、流速等参数的空间分布,并建立气道形状、安装位置与气体流动规律及其特性(包括流量系数、涡流比等)的关系,为汽车发动机进、排气道的设计与改进提供依据。本文利用软件Pro/E建立进气道的三维几何模型,用大型流体软件FIRE对其进行了三维稳态流动模拟计算,获得其内部的压力场、速度场、温度场等的详细分布,并通过气道稳流试验验证计算结果,得出两个结果基本吻合。本文的意义在于:应用进气道稳流试验与CFD仿真计算相结合的办法,分析出进气道结构对流量系数的影响规律,并应用CAD/CFD相结合的手段,分析了气门座圈倒角和楔形燃烧室角度的改变对汽油机进气道流场和缸内滚流的影响。

全文目录

提要  4-7
第一章绪论  7-18
  1.1 引言  7-8
  1.2 进气道设计的方法和进气道流动的研究方法  8-10
  1.3 CFD 发展现状及趋势  10-11
  1.4 内燃机的缸内空气运动  11-16
  1.5 本文研究内容  16-18
第二章 CFD 理论基础  18-32
  2.1 流体动力学控制方程  18-24
  2.2 控制方程的离散化  24-27
  2.3 离散方程的求解方法  27-31
  2.4 FIRE 软件简介  31-32
第三章进气道稳流试验研究  32-39
  3.1 发动机性能参数及稳流试验台架结构  32-33
  3.2 试验评价方法  33-37
  3.3 试验数据及分析  37-38
  3.4 本章小结  38-39
第四章进气道稳态流动的数值模拟  39-57
  4.1 计算模型的建立  39-42
  4.2 网格的划分  42-43
  4.3 求解器设置  43-44
  4.4 仿真结果的验证  44-45
  4.5 模拟计算结果分析  45-55
  4.6 本章小结  55-57
第五章结构参数对滚流的影响  57-68
  5.1 气门座圈倒角对进气道内部流场的影响  57-61
  5.2 楔形燃烧室角度对进气道内部流场的影响  61-67
  5.3 本章小结  67-68
第六章全文总结及工作展望  68-71
  6.1 全文总结  68-69
  6.2 工作展望  69-71
参考文献  71-76
中文摘要  76-79
ABSTRACT  79-82
致谢  82

汽油机进气道流动数值模拟研究

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