先进湍流模型在发动机缸内流动模拟中的应用

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1、犬ｉｌ裡－大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ工暇硕士享位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ—￣Ｉ＜ＸＣＤＩ＼先进瑞流模型在发动机虹内流动模拟中的应用‘工释领城动力工程作者姊名徐光甫ＩＦ泊过☆指导教师—１１—教授———－答辩日期＿＿－■－■■■：■：，＆，．’：：：：、：：：：：：：：ｉｔ：ｒ１！：：：：：，，专业学位硕士学位论文先进瑞流模型在发动

2、机缸内流动模拟中的应用ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｎＡｄｖａｎｃｅｄＲＡＮＳＴｕｒｂｕｌｅｎｃｅＭｏｄｅｌｉｎＭｏｄｅ－ＥｎｌｉｎＩｎｃｌｉｎｄｅｒＦｌｏｗｏｆＩｎｔｅｒｎａｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｎｅｓｇｙｇ作者姓名：徐光甫学科、专业：动力工程学号：３１３１００２０指导教师：贾明教授完成日期：２０１５．０５．２６大違理工犬摩ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性

3、声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。、学位论文题目■奶；：Ｃ奔ｉ後别右资ｖ（７机ｆａ内仏後抓ｆ作者签名：日期：＾ＩＳ年月”日大连理工大学专业学位硕士学位论文—

4、摘要一内燃机赶内瑞流流动作为其工作过程中最为重要和基础的部分之，对内燃机虹内的喷雾、油气混合、燃烧和排放过程均有直接影响，准确模拟内燃机虹内端流流动对于发动机的设计至关重要。然而，虹内瑞流强烈的瞬变性、压缩性以及各向异性的特点使现有数值模拟方法难以实现完全精确的数值模拟。虽然近年来计算机技术的迅猛发展促进了精度更高的大润模拟（ＬＥＳ）方法和直接数值模拟（ＤＮＳ）技术的发展，但是其高额的计算成本在实际工程应用中的实用性仍然较差。相比之下，对于计算效率更髙、实用性

5、更强的雷诺平均（ＲＡＮＳ）模型的研究和改进仍然具有发展空间。本文使用三维计算流体力学（ＣＦＤ）计算程序ＫＩＶＡ３Ｖ，釆用最新发展的ＲＡＮＳ端—ＧＲＮＧ流模型广义ＲＮＧ（）模型，对多种内燃机紅内流动状态进行了数值模拟，探宄该模型对于内燃机虹内进气流动过程、喷雾过程、燃烧和排放过程的预测性能，同时考虑工况参数（祸流比、喷油压力和负荷）以及网格密度的影响，将计算结果与实验值进行对比一，从而对最新发展的ＧＲＮＧ模型进行较为全面的评估，进步推广和拓展ＧＲＮＧ模型的应用范围。本文主

6、要在经典的后台阶流流动、单气门发动机进气过程流动、冷态下内燃机虹内喷雾，光学发动机燃烧过程以及重载柴油机的燃烧和排放等过程中对ＧＲＮＧ模型进行－模拟验证，计算中以标准ｉｔｅ模型和ＲＮＧ模型作为参考和比较。研究结果表明：在流动的预测中－，与标准ｉｔｅ模型和ＲＮＧ模型相比，ＧＲＮＧ模型都有明显改进，尤其是对于后台阶流瑞动能分布的预测上－，与实验结果吻合良好；对于喷雾的预测，与标准的ｋｓ模型相比，标准ＲＮＧ和ＧＲＮＧ模型预测的贯穿距更长，，与实验值更接近另外对于虹内当量比的空间分

7、布形态的预测上，使用ＧＲＮＧ瑞流模型的计算结果与实验结果更为接近；在光学发动机燃烧过程的预测中，在不同的润流比ｉ（１．５５、２．２、３．５和４．５）和喷油压力（５００ｂａｒ、８６０ｂａｒ和１２２０ｂａｒ）条件下，与其他两类瑞流模型相比，ＧＲＮＧ模型对于赶内压力和放热率的预测都取得了比较高的精度；对于重载柴油机低负荷＝＝Ｕ＝（ＩＭＥＰ０．４４ＭＰａ）、中负荷（ＩＭＥＰＯＭＰａ）和高负荷（ＩＭＥＰ１．９５ＭＰａ）下燃烧和排放的预测中，ＧＲＮＧ模型同样展示了良好的预测性能。ＧＲＮ

8、Ｇｋ－ｅＮＧ综合多方面的研究结果来看，新发展的模型较标准模型和Ｒ模型在对内燃机虹内流动的预测性能上有明显改进，说明该模型在内燃机紅内流动模拟应用中具有合理性和实用性。关键词：ＲＡＮＳ模拟ＧＲＮＧ模型ＫＩＶＡ３Ｖ；内燃机叙内流动喷雾燃烧；；；；－－Ｉ先进瑞流模型在发动机虹内流动模拟中的应用Ａ－ｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｎＡｄｖａｎｃｅｄＲＡＮＳＴｕｒｂｕｌｅｎｃｅＭｏｄｅｌｉｎＭｏｄｅｌｉｎｇＩｎｃｌｎｄｅＦｌｏｗｏｓｔｏｎＥｎ