基于fluent的柴油机喷雾特性的数值模拟与影响因素的分析研究

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1、分类号：U27；U4610710-2012122008硕士学位论文基于FLUENT的柴油机喷雾特性的数值模拟与影响因素的分析研究李启慧导师姓名职称简林莎教授申请学位类别工学硕士学科专业名称车辆工程论文提交日期2015年5月6日论文答辩日期2015年6月13日学位授予单位长安大学NumericalSimulationandAnalysisonInfluencingFactorsofSprayCharacteristicsofDieselBasedonFLUENTADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiQi

2、huiSupervisor：Prof.JianLinshaChang’anUniversity,Xi’an,ChinaⅢ摘要目前，柴油机学者与专家围绕如何提高柴油机的工作效率展开了大量的试验研究，燃油的喷雾特性会影响到柴油机内混合气的形成和燃烧过程，从而影响柴油机的燃油利用率等，因此，提高柴油机工作效率的前提是要改善燃油的喷雾特性。喷油嘴作为柴油机燃油喷射系统的最终执行部件，决定了燃油的雾化质量，最终影响到内燃机的动力性、经济性和排放性，因此，深入研究柴油机的燃油喷雾特性及其影响因素是大势所趋。本文对柴油机燃油喷雾过程中的两个阶段，即燃油在喷油嘴内部流动过程以及在喷油嘴

3、外部的雾化过程，进行了相关研究。本文首先利用FLUENT软件建立了喷油嘴及燃油雾场的几何模型，并对其进行网格划分，然后结合柴油机的燃油喷射雾化理论和流体力学基本方程建立喷油嘴及燃油雾场的物理模型，分别模拟了不同喷孔数目，不同喷孔直径，不同喷射压力时，燃油在喷油嘴内部的流动和在喷油嘴外部的雾化情况。在数值模拟的基础上，本文对燃油喷射雾化的模拟结果进行处理，分析了喷孔数目、喷孔直径、以及燃油的喷射压力对燃油喷雾特性的影响。研究结果表明：喷油嘴喷孔数目、喷孔直径以及燃油喷射压力的变化都会对喷油嘴出口处燃油射流的流速产生较大的影响；不同工况下燃油的雾化效果均有明显差别，主要表现

4、在燃油贯穿距离、喷雾锥角以及油滴索特平均直径（SMD）等方面。关键词：柴油机；喷雾特性；FLUENT；数值模拟IABSTRACTAtpresent,scholarsandexpertsworkingonthedieselenginepromotedanumberofexperimentsconcentratingonhowtoimprovetheefficiencyofdieselengine.Sprayingandatomizingcharacteristicsofthefuelwillaffectthemixtureformattingandcombustingpr

5、ocessofdieselengine,whichwillaffecttheefficiencyofthedieselengineandsoon.Therefore,itisimportanttoimprovethefuelsprayingcharacteristicsforincreasingtheworkingefficiencyofthedieselengine.While,Nozzleisafinalexecutionpartsinthedieselenginefuelinjectionsystem,whichdeterminestheatomizationqu

6、alityoffuel,thenultimatelyaffectstheperformanceofthediesel,suchasfueleconomyandvehicleemissions.Therefore,itisthetrendofthetimetohavefurtherstudyandanalysisonthefactorsthatinfluencesthedieselenginefuelinjectionspraying.Thepapermainlydiscussestwostages,whichcoversthefuelflowinginsideofthe

7、nozzleandsprayingoutsideofthenozzle.First,thispaperusesICEMCFDsoftwaretoestablishthegeometricmodelsofthenozzleandthefuelsprayingfield,thencompletemeshingforthem.Combiningwiththedieselenginefuelinjectionspraytheoryandfluidmechanicsbasicequation,thispaperestablishesmathemat