船用柴油機(jī)進(jìn)氣道流動(dòng)特性的三維瞬態(tài)分析.pdf

1、氣缸內(nèi)的氣體流動(dòng)是實(shí)現(xiàn)高效、低污染柴油機(jī)的關(guān)鍵之一，而柴油機(jī)缸內(nèi)氣流的流動(dòng)狀況很大程度上受到進(jìn)氣道的影響。進(jìn)氣道作為柴油機(jī)的重要組成部分，影響著缸內(nèi)混合氣的形成及燃燒過(guò)程，從而間接地影響著柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。為此，本文以W(a)rtsl(a)4L20船用四沖程增壓柴油機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)進(jìn)氣道的流動(dòng)特性進(jìn)行了三維瞬態(tài)模擬分析。
　　首先，采用液態(tài)硅膠鑄模法獲得目標(biāo)柴油機(jī)的進(jìn)氣道模型，并把經(jīng)3D掃描后得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入至CA

2、TIA軟件中進(jìn)行逆向曲面重建，獲得完整的計(jì)算區(qū)域幾何模型。在對(duì)模型進(jìn)行初始網(wǎng)格劃分的基礎(chǔ)上，根據(jù)柴油機(jī)的實(shí)際工作狀況進(jìn)行動(dòng)網(wǎng)格劃分，利用AVL BOOST軟件搭建一維整機(jī)仿真模型，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證后，獲得進(jìn)氣道瞬態(tài)模擬所需的初始條件和邊界條件。
　　然后，對(duì)柴油機(jī)進(jìn)氣道的進(jìn)氣過(guò)程進(jìn)行三維瞬態(tài)數(shù)值模擬計(jì)算，研究氣體流動(dòng)隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律和渦流演變歷程，并引入渦流比、滾流比、平均湍動(dòng)能、湍流耗散率、質(zhì)量流量和進(jìn)氣量作為宏觀評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)一步

3、定量地分析流場(chǎng)變量隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化趨勢(shì)。對(duì)比相關(guān)文獻(xiàn)后得出，本文的模擬結(jié)果符合發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)仿真的客觀規(guī)律，具備一定的準(zhǔn)確性。
　　最后，探究柴油機(jī)進(jìn)氣道主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)流動(dòng)特性影響規(guī)律。單獨(dú)改變進(jìn)氣道的螺旋室高度和氣閥錐角，進(jìn)行瞬態(tài)數(shù)值模擬，以上述進(jìn)氣道宏觀參數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究螺旋室高度和氣閥錐角的變化對(duì)進(jìn)氣道流動(dòng)特性的影響規(guī)律。仿真結(jié)果表明:渦流比和滾流比隨螺旋室高度的增加而減小;平均湍動(dòng)能和湍流耗散率隨螺旋室高度的增加而增大;質(zhì)量