柴油机缸内流动及喷雾燃烧特性的三维数值模拟研究.pdf

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1、柴油机缸内流动及喷雾燃烧特性的三维数值模拟研究Three—DimensionalNumericalSimulationofFlowandSpal了CombustionCharacteristicsinCylinder姓江苏大学2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文

2、作者签名：同期：彦ut咯石月／彰霸’学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文

3、属于不保密学位论文作者签名：汐一(甲年舀月‘夕日谚N指剥币繇％01加f仁年6月f。日江苏大学硕士学位论文摘要柴油机直喷式燃烧系统与分隔式燃烧系统相比，燃油消耗率要低9％．15％左右，因此，其应用越来越广泛。直喷式柴油机进排气道及缸内流场的分布对混合气的形成有着决定性影响，直接决定了其燃烧过程及排放特性，对柴油机的动力性、经济性及NOx和PM排放也有着极大的作用。三维数值模拟CFD计算方法的迅速发展，使得人们详尽分析柴油机内部流场及喷油燃烧过程成为可能，为燃烧系统的优化奠定了基础。本文运用三维CFD软件A、，L．FII汪，结合一维

4、仿真软件A、几．B00ST，针对4826型增压直喷柴油机建立了其数学模型及计算物理模型，并进行了三维数值模拟研究，深入研究分析了原机的进气压缩做功过程及缸内流场的分布，并对柴油机燃油的喷射雾化做了分析模拟，直观的展示了喷射雾化历程。采取的数学模型包括喷雾模型、燃烧模型、排放物模型，采用的喷雾模型包括Doko诹cz蒸发模型、w埘E破碎模型、W_a11jetl碰壁模型以及Enable湍流扩散模型；燃烧模型采用了EBU湍流燃烧模型以及自点火模型；采用的排放物模型有ExtendedZeldoVich氮氧化物模型以及FrolovKille

5、tic碳烟排放模型，并利用有限体积法对建立的数学方程进行离散化，进而利用SIMPLE算法进行数值模拟计算分析，计算获得了不同曲轴转角下的缸内压力及温度的曲线图，以及N0；、Soot质量分数随曲轴转角变化的曲线图，并且分析了其变化过程及影响因数。为了深入分析不同的燃烧室结构对增压柴油机缸内喷雾燃烧过程及排放的影响，本文对原机燃烧室结构进行了参数化定义，利用变参数法分析了不同燃烧室凸台高度，缩口比及径深比对缸内流场及缸内瞬时涡流比的影响，以及对缸内T柴油机缸内流动及喷雾燃烧特性的三维数值模拟研究温度压力曲线和排放污染物浓度的影响。计

6、算结果表明：在同样的循环喷油量的前提下，随着燃烧室的凸台高度的增加，涡流保持性稍低，缸内平均温度及NOx生成量会提高，而平均压力和Soot生成量会有所减低。随着燃烧室缩口比的减小，缸内涡流强度会变大，平均压力和S00t生成量会增加，而平均温度及NO；会有所减小。径深比越小，燃烧室内形成挤流运动的时间会变早，缸内涡流在凸台上方更容易得到保持和加强，缸内的平均压力和S00t生成量相对减少，平均温度和NO生成量则会有所增加。关键字：柴油机，数值模拟，缸内流场，燃烧室结构，喷雾燃烧江苏大学硕士学位论文AbstractCoⅡlparedw

7、iⅡltlIei11diVidlulliqectiontype，direct埘ectiondieselengine、Ⅳereused1110reandmore谢delyintheVellicledieseleI增i11efield，thereaSonisthatt11edirectⅫectioncombustionsystemhaSalower缸lcon呲nptionratearound9％一15％．‘rheintake／exhaustportofDIdieselandt11e面e瑚lnowfielddi嘶b砸0nofcylin

8、dera腑ctdirectlytllemixturefonIlation，incyl砌er也atdirecⅡydete吼inethecombustjonaIldemissioncharacteristics．AtⅡles锄etime，combustiond1锄b