二冲程船用柴油机扫气过程CFD模拟分析.pdf

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1、分类号UDC密级单位代码!Q151二冲程船用柴油机扫气过程CFD模拟分析张航指导教师段树林职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别工学硕士学科(专业)轮机工程论文完成日期2011年6月答辩日期2011年6月答辩委员会主席，、L■■r●●—■—1．．，●CFDSimulationandAnalysisofScavengingProcessforTwo-·strokeMarineDieselEngineAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedeg

2、reeofMasterofEngineeringbyZhangHang(MarineEngineerin酚ThesisSupervisor：ProfessorDuanShulinJune2011大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文竺三独猩丝旦苤油狃扫氢过猩g￡旦搓塑佥逝：。除论文中已经注明引用的内容外，对论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。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公丌发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位

3、论文作者签名：主篮醢／／学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规

4、定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密周(请在以上方框内打“√’’)论文储躲；膨弛导师躲净w砰日期：守011年‘月船日中文摘要摘要二冲程船用柴油机的扫气过程在很大程度上影响了柴油机可燃混合气形成的质量，进而决定了柴油机在燃烧等方面的性能。扫气口作为二冲程直流扫气柴油机的重要组成部分，其结构直接影响了扫气过程中新鲜空气的充入量和燃烧废气排出的干净程度，另外，柴油机的转速也对扫气过程的进行有重要影响。本文针对6S50MC．C二冲程船用柴油机，运用CFD(计算流体力学)方法，应用大型CFD软件Fluent，首先改变扫气口数目、扫气口仰角、径向倾角的大小以及扫气

5、口的结构，对该模型的扫气过程进行数值模拟，然后改变柴油机的转速，再进行上述模拟。可以得出流场关于压力、温度、湍流强度、进出口质量流量、速度等参数以及这些参数的分布情况。通过分析其流动状况后，找到较为合理的结构参数和运转参数。本文首先对扫气口、气缸内部和上部一段排气道的流体空间进行建模，得到物理模型；接着使用GAMBIT对模型划分网格，并设定压力进出口等边界条件；然后导入Fluent中，设定参数，启用动网格模型，开始计算；最后应用后处理程序得到大量数据、云图、矢量图、流线图等，对流场进行分析。通过研究发现，对于6S50MC．C大型低速船用柴油机，在适当的范围内以较低转速运行，增

6、加扫气口数目、使用0。的仰角以及20。的径向倾角比较有利于扫气过程和可燃混合气形成。并发现当转速较低或较高时，仰角大小对扫气过程的影响会变得更小。本文可以为优化柴油机结构和参数，进而解决燃烧与排放等问题提供理论依据，具有一定的现实意义。关键词：二冲程柴油机；扫气过程；计算流体力学；数值模拟英文摘要ABSTRACTScavengingprocessoftwo—strokemarinedieselenginCSlargelydeterminestheformationqualityoffuelmixture,andthendeterminestheperformanceofcom

7、bustionetc．Asanimportantpartofthetwo—strokeuniflowscavengingdiesel，thescavengingport’Sstructuredirectlyaffectstheintakefluxoffreshairandtheexhaustcleanlinessofcombustiongas．Inaddition，thediesel’Srotationalspeed，alsoaffecttheprocessofscavenging．6S50MC-Cdi