基于涡流式柴油机缸内过程研究.pdf

《基于涡流式柴油机缸内过程研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据基于涡流式柴油机缸内过程研究邢普1，张传龙2(1．南昌航空大学航机学院，江西南昌330063；2．山东省滨州市交通局，山东滨州256615)摘要：在涡流式柴油机中，一般可以采用传感器通过采集卡得到缸内压力、温度，但对于缸内流场速度的试验采集有很大难度。这里采用建立的多维数值方法，对压力、温度场进行了计算预测，得到了与试验相吻合的结果，从而得到用计算值预测真实值的模拟结果。关键词：涡流式；多维；流场；测试TheStudyonSimulationoftheIn-CylinderforWhir

2、lpoolDieselEngineXINGPul，ZHANGChuanlon92(1．AirandMechanicalEngineeringCollege，NanchangHangkongUniversity，NanchangJiangxi330063，China；2．BinzhouDepartmentofTransportation，BinzhouShandong256615，China)Abstract：ThroughsensorcollectthecodetogetIn—Cylinderp

3、ressureandtemperatureinwhirlpooldieselengine，butit’stOOdifficulttocollectthecodeofvelocity．Multi—dimensionnumericalmethodWfl$setuptogetthevalueofpressureandtemperature，thoseaccordwithex-perimentation，80callusethenumerationvaluetoprognosticatethetruer

4、esult．Keywords：Whirlpool；Multi·dimension；Velocityfield；Test0引言对于涡流式柴油机缸内气流运动的研究在上世纪后期开始进行，由于涡流式柴油机结构和几何尺寸的复杂性．大多采用了理论研究，直到1982年kMeintjes⋯等人才对涡流式柴油机进行了简单的二维计算。1983年．M．M．Elkotb¨。等人开始研究球形涡流式的缸内二维流场，1987年发表了第一篇关于球形涡流式的二维数值模拟论文，90年代以后，对于三维涡流室流场的模拟开始研究。目前国

5、内对于涡流式柴油发动机研究主要以李德桃、夏兴兰"1等人为主。笔者采用CFD流体计算模拟方法，对涡流式柴油机进行了详细研究。得到了与试验数值非常接近的结果。1多维模型的建立多维数学模型的特点是对于计算机的依赖性很强．而对于实际试验的过程关联比较少，能够很全面地反映流场情况。对湍流模拟的湍流尺度要在划分的网格尺度内进行Navier—Stoke方程计算，考虑到涡流式流场的特性，一般采用RNGk一占双方程模型。然后根据守恒性建立质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程，联立状态方程进行计算。对于边界条件

6、，采用近壁面函数法，近壁面区域的速度关系为：f，，，，<11·63"1士ln，，+b，，911．63l珂4其中：比为任意点速度；k。为Karman常数，k。=0．4；b为表面粗糙度常数．这里认为气缸内壁面光滑，取b=5．5。Y(11．63是近壁区域和湍流区域理论分界面。HkVersteeg．2．．0．0．．9．．．．3．．．．A．．．u．．to．．m．．．o．．b．．i．1e．．．．P．．a．．r．ts．051研究与开置得到近壁区域的温度计算公式为：近壁域湍动能k。表示为：晚：啦P其中：巳=0．

7、085；P为系统密度；_r。为壁面切应力。近壁耗散率巩为：三土csk28沪i通过分析，当Y>11．63时。使用RNGk一占模型方程；当y≤11．63时，使用壁面函数方程。2网格的划分对于网格的划分采用椭圆形Poisson控制方程作为网格生成方程。即：V2∥=∥i=1．2，3V为拉普拉斯算子；P‘=P(亭1。f，，)为源项。网格控制方法TM控制和Soren∞n控制双结合。生成的网格如图l所示。图1网格生成该模型总共划分了20万网格单元。万方数据3计算结果速度等生成过程及结果，如图2所示。通过对上述

8、划分网格进行模拟计算。得到了温度、压力、(c)曲轴转角为370。时的缸压示意图图2压力过程研究与开震．A．．．u．．t．o．．．m．．．．o．．．b．．i．1．e．．．．P．．．a．．．r．t．s．．．．．．2．．．0．．∞．．．．—．3—0S2万方数据其中压力曲线图如图3所示。芒至宙耳0180360540720曲轴转角，‘。’图3压力过程曲线4试验结果在S195柴油机上进行了燃烧模拟试验，机型参数如表1所示。表1s195机型参数通过测试。得到测量点压力数据如表2所示。表2台架测试压力数据曲轴转