发动机进气道参数化cfd的分析与其平台开发

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1、国内图书分类号：TK124学校代码：10213国际图书分类号：621.18密级：公开工程硕士学位论文发动机进气道参数化CFD分析及其平台开发硕士研究生：冯彪导师：张继春副教授申请学位：工程硕士学科：动力工程所在单位：汽车工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TK124U.D.C:621.18DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringTHEPARAMETRICCFDANALYSISOFENGINEINTAKEPORTANDDEVELOPME

2、NTOFPLATFORMCandidate：FengBiaoSupervisor：AssociateProf.ZhangJichunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：PowerEngineeringAffiliation：SchoolofAutomobileEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要在车用发动机中，尾气排

3、放污染物的形成与其燃烧过程有着重大关联，而燃烧过程的好坏影响着进气过程中气流组织的合理性及进气充量的大小，所以研究发动机进气道的结构参数对于发动机动力性、经济性、减少污染物排放等方面具有重要意义。在进气道研究领域中，传统方法多采用人工加工并结合气道稳流试验台进行实验，从实验报告中逆向分析结构参数对流通性能的影响。由于结构参数间联系紧密，进行单一结构参数影响分析面临诸多困难，最终使得结构设计出现盲目性，并且气道稳流实验过程耗时较长，成本较高。本文利用Pro/E造型软件与STAR-CCM+流体计算软件等工程软件，针对发动机进气道参数化等设计问

4、题进行了深入研究。通过修改相关结构参数进行了气道构型，并着重研究了切向气道结构参数、螺旋气道结构参数在不同气门升程条件下的气道及缸内流动状况，总结出了相关规律与设计方法。切向气道中考虑气道中心线偏转角、双气道中心线夹角、气道弯转角半径、气门底座圆心偏移值等结构参数，结合不同气门升程条件下局部结构流动特性的对比分析，探讨了结构与性能间的关系。螺旋气道中考虑管道底坡角、涡流室高度、气门锥角等结构参数，分析了进气道流通特性，得出了这些参数的最佳设计值或范围。通过对气道数值模拟流程的分析与总结，提出了开发进气道流程自动化分析平台的概念，并利用ST

5、AR-CCM+自有的模拟助手功能对该平台进行了构建，采用外部导入JAVA文件、执行外部代码的方法实现流程自动化控制。在Netbeans平台下将数值模拟过程后台代码进行了重新编写与集成，实现了自动化分析平台的完整运行。采用自动化分析平台与原始平台同时计算，对比发现前者在一致性与快速性等方面均有提高，并且在流程分解、数据对接等方面对CFD分析规范的建立提供了有效指导。关键词：STAR-CCM+；自动化分析平台；发动机；进气道-I-AbstractAbstractInthevehicleengine,emissionsofpollutantsa

6、ndcombustionprocesshasasignificantcorrelation,combustionprocessdependsonthequalityoffreshairrationalityandintakecharge,sotheengineintakeportisofgreatimportancefortheenginepower,economyandtheemissionsetc..Intheintakeportresearchfield,traditionalmethodscombinedwiththesteady

7、flowrigexperimentandartificialprocessing,reverseanalysisofstructureparametersontheeffectofcirculationperformancefromthetestreport.Duetotheerrorsandstructuralparameters’contacts,it’shardtodeterminethesinglestructureparameter,whichmakesitappearblindness.Theintakeportsteadyf

8、lowexperimentwastetoomuch,alsosometimeswecouldn’tobtaintheexpectedresults.ThispapercombinesPro/E