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1、第27卷第6期内燃机工程Vol.27No.62006年12月ChineseInternalCombustionEngineEngineeringDec.2006文章编号:1000-0925(2006)06-006-05270106CFD辅助发动机进气道设计方法研究11122刘志恩,蒋炎坤,陈国华,张鸿领,陈红涛(1.华中科技大学能源与动力工程学院,武汉430074;2.洛阳北方企业集团有限公司)ResearchBasedonCFDforGasolineEngineIntakePortDesign1122LIUZhi2en,JIANGYan2kun,ZHANGHong2li
2、ng,CHENHong2tao(1.SchoolofEnergyandPowerEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China;2.LuoyangNorthernEnterprisesGroupCo.,Ltd)Abstract:DuringthedevelopmentofLJ377MVengine,three2dimensionalnumericalsimulationswereperformedonthesteadyflowfieldoftheport2cylindersyst
3、emtostudytheflowcharacteristicsatfourdiffer2entvalvelifts.Theprocedurewasbasedupontheintakeportgeometricsolidmodel.Anadditionalmodelwasbuilttoevaluatetheportcapability.Thecalculatedresultscanbeusedtoguidetheintakeportdesignandoptimization.摘要:在LJ377MV发动机设计中,以其进气道几何模型为基础,借鉴相关机型的气道稳流试验数据,运用计
4、算流体动力学理论(CFD)和有关数值计算方法,对4种不同气门升程下的进气道2缸内流场特性进行了计算分析。建立了评价进气道稳流特性的有关计算模型,给出了其进气流量、进气道内气流分布、不同气门升程下缸内流场特性、流量系数和涡流比等参数,为进气道性能优化、评价和再设计提供了方法和依据。关键词:内燃机;进气道;CFD;三维数值模拟Keywords:ICengine;intakeport;CFD;threedimensionalnumericalsimulation中图分类号:TK423.44文献标识码:A1概述本文以初步设计的进气道模型为基础,根据类似机型的气道稳流试验数据,通过
5、数值计算方法对不同在现代发动机的研发中,进气道的设计和进气气门升程下的进气道2缸内流场进行了计算,并建立道2气门2燃烧室的匹配变得十分重要。为获得良好了评价进气道稳流特性的有关计算模型。计算给出的混合物质量和高燃烧率,新鲜充量的运动需要合了进气流量、进气道内的气流分布、不同气门升程下适的宏观和微观结构:宏观结构包括缸内大尺度充的缸内流场特性、流量系数和涡流比等参数。气运动,如涡流和滚流;微观结构通常用湍流强度、2进气道流动特性的评价方法湍流积分尺度和湍流时间尺度来度量,它们决定了火焰的传播速度。由进气过程产生、在进气门关闭评价进气道设计好坏主要通过进气道流通能力时刻建立的
6、缸内流场结构对着火燃烧前燃烧室内的及其产生涡流(或滚流)的能力来确定。为了能够比流场结构具有重要影响,并影响后续的燃烧过程,因较不同形状和尺寸气道的流动特性,一般用无量纲此在发动机设计时先对气道性能进行计算和分析,流量系数评价不同气门升程下气道的阻力特性或流能够有效缩短设计周期,降低设计成本。通能力,用无量纲涡流比评价不同气门升程下气道LJ377MV发动机是正在研发的一款发动机,形成涡流的能力[1,2]。使用三维数值模拟计算方法收稿日期:2005211203作者简介:刘志恩(1997-),男,博士生,主要研究方向为发动机现代设计理论与方法,E2mail:lzen21@21
7、cn.com。©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2006年第6期内燃机工程·7·对进气道的流动特性进行评估,可以采用与稳流试验类似的方法来获得这些参数,这时需要对当前流动计算模型进行些处理。2.1进气道的流量系数气道流动特性计算模型中,无量纲流量系数μσ·mactual表示实际质量流和理论质量流的比率μσ=·。mtheo这里,使用经出口边界流出的流量作为实际质量流·mactua
