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1、排气管系中广义一维非定常流动的数值解卓斌顾宏中上海交通大学提要,、本文提出广义一维非定常流动的模型用以计算内燃机进排气管中气体。,,的流动文中叙述了该模型的控制体基本方程引入特征线的概念导出了相,。应的特征方程和相容性方程并给出了有限差分网络的数值解。。文中还给出了增压系统的计算实例计算结果为试验所证实最后。给出了排气有用能动态传递过程的计算结果一引言,长期以来发动机工作者一直在逐步完善内燃机与涡轮增压器之间相互配合的计算。为、。,方法此必须模拟进排气岐管内的气体流动由于往复式内燃机工作的间歇性这。,,种流动
2、体现为典型的非定常过程同时为了配合内燃机工作过程的模拟对管内流功。,的计算亦必须涉及到发动机工作的全部循环由于这一要求使得现阶段二维或三维沟〔”,。。流动计算模型都因计算量浩大而难于使用目前所用的计算方法都是一维的其中以〔“〕,。等人发展的特征线法最为成功应用最广,。当用特征线法计算多缸机的排气波动时不可避免地要解决分支边界的计算动量〔‘〕。,,,模型为常用的边界条件然而采用这一模型首先要知道一组压力损失系数以确。。定分支边界各支管流动特性之间的关系这组系数往往要通过稳流试验取得而且由于、,,它们与管道给构流
3、动状态及发动机工况有关通用性较差因而限制了模拟计算的应。,,用范围并增加了工作量为了克服这一困难本文试图另辟新径提出了广义一维非定,、。,常流动的计算模型用以计算多缸机的进排气波动其中主要的数学模型对旁通补燃、相继增压等系统管道中的计算亦是适用的。二广义一维非定常流动的概念和基本方程式、、,在简单的一维流动中等嫡等截面无传热及摩擦流动特性参数只依赖于单,。〔幻,已推广了简单流的概一的驱动势这自然是一种理想化情况在前人所做的工作中,同。念时考虑了流动的几个驱动势如图模型所示面积改变的驱动势好。本文于了年一月日收
4、到©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net,侈壁面摩擦户的驱动势。传热各心的驱动势作功乙方的驱动势。工兔﹄︸一,口三︼、︸,、、户工一丝归胡招模型模型图流体微元控制体,。广义一维非定常流动表征了更一般的流动它还考虑了如图模型所示。分支质量添加碗的驱动势、,,。为了后文叙述的便利本文称前者为模型后者为模型在模型中所作的关,。于一维流动的若干基本假定对模型仍是必须的,忽
5、略作功刁和体积力可以导出模型的基本方程如下连续方程,对可压缩流体连续方程的积分形式为二十”·“一“笋尊口‘,式中犷控制体—。月包围控制体的控制面—,将式用于模型的控制体即可得连续方程·口日尸一卜飞孟矛“,一如户一劣一一十口令会一其中一己一厂一内。,一一表征了的影响口附‘。。仃一二二表征了的影响厂—动,方程动量方程的积分形式为一·一,、,一,“犷,””二丁丁嘿丁,当,。,“,,将式用于模型的控制体,’时令价并联系连续方程即可得到动量方程©1994-2009ChinaAcademicJournalElectron
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7、统一此时定义。。。,。式中有一所有计算皆可沿用前面所导出的形式能皿方程将积分形式叭十电一乙。丫“一。十,二丁令〔手刃十,。·。‘十,、卜丁等。,。,多用于搜型之控制体此时无输出功方控制面未运动方若忽略,爪。,气体的势能并设加入主流的质量与主流充分棍合使得在离开控制体时具有与,则,主流相同的比能量和运动参数对于微元控制体有一。。、路、一“毋一口十一不工苍尸户一下‘声‘·“·爪‘一。一“会〔夸刀专牛,引用滞止焙的概念并对式进行整理后可得能量方程为办办。日、,、二二、材口“一几一份翻,二于十一一叱白一几尸二一△月七
8、十叭石一劣不—口劣广其中口表征了传热的影响一△。。。二一表征了的影响。一“,的表征了影响,、、。,值得注意的是令式中关于的项为零它们就分别成为模。型相应的基本方程再将基本方程整理为尸日一连续方程叶赵寸尸—才—劣—日义日““一日一义力动量方程尸州一尸召一万一一十一—口了©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsre
