四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道內(nèi)流動(dòng)的三維數(shù)值模擬.pdf

1、進(jìn)氣系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，系統(tǒng)內(nèi)氣流的品質(zhì)和氣道設(shè)計(jì)是否合理，對發(fā)動(dòng)機(jī)性能及工作可靠性等都有很大的影響，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的結(jié)構(gòu)直接影響缸內(nèi)新鮮空氣充量的大小和吸入空氣渦流的強(qiáng)度和程度，從而直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒完善度、排氣的成分以及廢氣可用能量等。提高進(jìn)氣道的流動(dòng)性能，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，這是降低經(jīng)濟(jì)成本的有效方法之一。同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)部分負(fù)荷工況下的稀燃過程，改善排放性能。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展中，氣道的研制工作占據(jù)著非常重

2、要的地位。 目前，國內(nèi)對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的流動(dòng)特性研究手段主要依靠實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，實(shí)驗(yàn)方法顯得過于陳舊過時(shí)，已不能適應(yīng)現(xiàn)代高性能發(fā)動(dòng)機(jī)研制工作的需要，因此，采用多維數(shù)值模擬技術(shù)是一種有效的研究手段。 數(shù)值模擬還處于開發(fā)階段，國內(nèi)已經(jīng)有人對具有一個(gè)進(jìn)氣道的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬，證明了用數(shù)值模擬得到進(jìn)氣道流量系數(shù)的可行性。具有兩個(gè)進(jìn)氣道的發(fā)動(dòng)機(jī)的流動(dòng)特性與單進(jìn)氣道發(fā)動(dòng)機(jī)的流動(dòng)特性存在較大的差異，國內(nèi)

3、對兩個(gè)進(jìn)氣道的發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道進(jìn)行數(shù)值模擬，得出流量系數(shù)的報(bào)道還未出現(xiàn)。因此，本課題采用標(biāo)準(zhǔn)的k-ε湍流模型，將實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)作為進(jìn)氣道分析的邊界條件，對具有兩個(gè)進(jìn)氣道的四氣門JL475發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道進(jìn)行了三維穩(wěn)態(tài)的數(shù)值模擬計(jì)算。 本論文主要包括以下內(nèi)容： 1.用CAD對JL475發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道和氣缸進(jìn)行幾何建模，然后用GAMBIT對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 2.根據(jù)進(jìn)氣道內(nèi)的流動(dòng)特性，建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)和物理模型，用FLUNT

4、進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。 3.計(jì)算結(jié)果的處理與分析。 4.計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較分析。 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，得出了在不同氣門升程下的流量系數(shù)。流量系數(shù)表示進(jìn)氣道的通流能力，是空氣流量的實(shí)際值與理論值之比。流量系數(shù)的數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較，以及根據(jù)模擬結(jié)果對流場的分析，證明了所選用的湍流模型和計(jì)算方法的正確性，以及用CFD計(jì)算代替發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)取得進(jìn)氣門流量系數(shù)是可行的。數(shù)值模擬方法可用來改進(jìn)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)，從而節(jié)