柴油机冷却液流动及流固耦合传热的仿真研究

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1、硕士学位论文柴油机冷却液流动及流固耦合传热的仿真研究TheFlowandFluid--SolidCoupledHeatTransferanalysisofaDieselEngineCoolingSystem学21010037完成日期：2Q!墨二墨二墨大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：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，除文中已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

2、表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已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：装渔扭淦塑速速边区速固担佥笾垫鲍鱼墓盟究作者签名：f蜀丝日期：j垃年—￡月JL日大连理工大学硕士学位论文摘要随着社会的发展和我国工业的进步，高增压、高压缩比成为目前发动机的一个重要的发展方向。发动机的强度越来越高，热负荷也逐渐增大。因此在实际的工程应用中，对发动机进行有效冷却至关重要。目前，流固耦合传热模拟成为工程

3、人员研究发动机冷却系统传热的主要方法。本文采用直接耦合的方法，在求解温度场时，固液交界面无需加载温度边界条件，温度求解区域是整个固体和流体的计算域，在交界面处只存在热流连续和温度连续的约束条件，从而将固体和流体分别计算时两者之间的边界转化为固流耦合系统的内部边界。采用流固耦合的方法计算出的结果更加符合发动机的实际工作状态。由于本文研究的是一个16缸的中速柴油机，模型较复杂，对整机进行流固耦合计算需要很高的计算机性能。由于各缸冷却水套为并列排布方式，各缸结构一致且相对独立，各缸传热方式相同，因此本文只对

4、冷却效果最差的缸进行耦合传热计算。本文首先建立了三维的16缸整体冷却水模型和单缸的缸盖一缸套一冷却水耦合传热模型。采用Fluent软件对该16缸的整体水套进行了CFD计算分析，壁面边界设为绝热，获得了整体冷却水流速、流量、压力等流场数据。并且依据上述信息对整机冷却水的冷却效果进行了初步评判，确定冷却效果最差的缸。然后采用上述整体冷却水模拟计算的数据为该缸冷却水加载进出口边界，进行耦合传热仿真计算。通过计算获得了各部件比较精确直观的温度场分布。计算结果表明，仿真结果与实测数据吻合较好，从而为该型柴油机冷

5、却水套的优化设计提供了依据。本文的研究为大型柴油机冷却水流动和传热模拟提供了一个高效精确的方法，具有一定的工程实用价值。关键词：冷却水系统；CFD分析；耦合传热；仿真计算大连理工大学硕士学位论文格式规范TheFlowandFluid-SolidCoupledHeatTransferanalysisofaDieselEngineCoolingSystemAbstractWimthedevelopmentofsociety，peopleputforwardhigherdemandtothemoreecon

6、omicandhigherpowerengine．Highpressureandhighcompressionratioenginetechnologyhasbecomedevelopmenttrendinthefuture．Theenginestrengthhasbeenincreased．Theriskoffailurecausedbytheheatloadofthemotoralsohasbecomemoreandmorehigh．Therefore，inordertokeeptheengine

7、worknormally，thebettercoolingoftheheatedpartsoftheenginebecomescritical．The”hightemperaturecooling”and”accuratecooling”willbecomethedevelopmentdirectionoftheenginecoolingsystem，whichrequiresthedesignofenginecoolingwaterjacketmorereasonable．Atpresent．mor

8、eandmorepeopleusingthemethodoffluid—solidcoupledsimulationtostudytheheattransferofinternalcombustionengine．Thesurfacewhichsolidandflowcontact、析meachotherhasbecomeinternalboundaryofthesystembyusingthefluid-solidcoupledsimulationme