基于avlfire柴油机进气过程三维瞬态数值模拟论文

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1、江苏大学硕士学位论文摘要内燃机缸内空气运动对混合气的形成和燃烧过程有着决定性影响，因而也影响着发动机的动力性、经济性、燃烧噪声和有害废气的排放。组织良好的缸内空气运动是实现高性能低污染柴油机的关键。因此深入了解螺旋进气道及缸内流场具有非常重要的意义。本文对某增压柴油机的进气过程进行了三维瞬态数值模拟，来获取气道内部流场的微观信息。具体内容如下：应用逆向工程技术和三维绘图软件Pro／E建立了包括进气道、气缸、燃烧室在内的柴油机三维实体模型，利用软件中FAMEEnginePlus模块建立动网格模型，施加单值性条件后进行瞬态模拟。通过计算分析得到了缸内平均参数如气体质量、缸内压力和湍动能等随曲

2、轴转角变化的曲线，以及缸内气体速度场和湍动能场的分布。分析结果表明，进气过程中，缸内气体由紊乱流动变为旋涡流动；气门下方及其周围是缸内流场最复杂的区域；缸内平均压力呈现先减小后增大的趋势，而湍动能值则是先增大后减小的趋势。阐述了气道稳流试验装置及方法，介绍了进气道性能评价方法，将稳态模拟结果与试验数据进行对比，验证了计算模型的准确性。通过对高压差下进气道流通能力研究，研究表明螺旋进气道流量系数随压差的升高而减小。将不同气门升程下瞬态模拟结果与稳态模拟结果进行了对比，分析表明瞬态模拟具有实时性，缸内速度场和湍动能场更符合缸内流场实际情况，具有较大的优越性。对不同结构和运转因素下进气过程进行

3、三维瞬态数值模拟，模拟结果表明不同发动机转速下缸内压力以及速度变化趋势基本相同，但转速升高，进气道及缸内气体流动速度加快，湍动能值变大。通过对标定转速下不同进气迟闭角的进气过程进行模拟计算，得到部分缸内平均参数随曲轴转角的变化曲线，以及进气过程终了时刻缸内流场的三维轨迹图。研究表明，进气迟闭角为569。CA时进气过程终了时缸内气体质量最大，缸内气流分布均匀，标定转速进气迟闭角569。CA更为适合。关键字：柴油机，螺旋进气道，进气过程，瞬态模拟江苏大学硕士学位论文ABSTRACTTheairflowinsidethecylinderofICEhasasignificantimpactont

4、heprocessofthefuelairmixingandcombustion．Anditdirectlyaffectsthepowerperformance，fuelconsumption,combustionnoiseandemissions．Thereasonableflowairplaysanincreasinglyimportantroleinthehighefficiencyandlowpollutiondieselengine．Sotheresearchoftheflowcharacteristicsofhelicalintakeportsandin-cylinderis

5、veryimportantandsignificant．Inthispaper,themicroinformationoftheflowfieldoftheintakeprocessinaturbochargeddieselengineWasobtainedbythreedimensionaltransientnumericalsimulation．Themaincontentsareasfollowing：Thethreedimensionalmodelincludingintakeport，cylinderandcombustionchamberwasestablishedbyusi

6、ngreverseengineeringand3-DdrawingsoftwarePm／E，wheretheinfluenceofexhaustportWasneglected．Thenthe3-DdynamicmeshmodelwasbuiltbyFAMEEnginePlusofAVL-Fire．TheintakeprocessWassimulated．Thechangeolivesofaverageparameterssuchasmass，meanfluidpressureandmeanturbulentkineticenergyofintakeairviaenginecrankan

7、glewerecalculated．Thevelocityfieldandturbulentkineticenergyfielddistributionweredescribed．Theresultsshowedtllattheflowmovementbecamevortexairflowfromturbulentairflow．Themostcomplexflowfiledappearedneartheintakevalve．Th