柴油機(jī)缸內(nèi)氣流運(yùn)動規(guī)律的數(shù)值研究.pdf

1、內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)氣流運(yùn)動對可燃混合氣的形成及燃燒過程有著至關(guān)重要的作用，它影響著內(nèi)燃機(jī)的整體性能，一直是內(nèi)燃機(jī)研究的一個重要方向。數(shù)值研究方法具有成本低、信息量豐富等特點(diǎn)，是研究缸內(nèi)氣流運(yùn)動的重要手段。 本文基于KIVA3V計算平臺，編寫了求解流場參數(shù)的子程序，建立了發(fā)動機(jī)缸內(nèi)流場計算模型，并將模擬結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，確保所采用的計算模型能夠很好地模擬柴油機(jī)缸內(nèi)流場的變化。 為了明確燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)對缸內(nèi)流場的影響，本文采

2、用簡化燃燒室進(jìn)行研究。主要研究了燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)對渦流比、湍流強(qiáng)度以及湍流結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，并得到以下結(jié)論： 上止點(diǎn)附近缸內(nèi)平均渦流比主要取決于氣體旋轉(zhuǎn)半徑、流體的初始角動量、以及運(yùn)動中的摩擦耗散。橫截面上的平均渦流比除受上述三種因素影響外，還受燃燒室內(nèi)渦環(huán)的影響，而渦環(huán)的強(qiáng)弱決定于活塞凹坑開口形式。不同橫截面受渦環(huán)影響的程度不同，切向速度分布也各不相同，并且不能簡單歸結(jié)為剛體流與勢流的組合。 缸內(nèi)平均湍流強(qiáng)度主要受缸內(nèi)平均

3、渦流比、燃燒室形狀因數(shù)和擠流強(qiáng)度影響，并且任一因素增大時，湍流強(qiáng)度都得到加強(qiáng)。隨活塞上行，平均渦流比的影響程度呈線性下降，擠流強(qiáng)度的影響程度呈線性上升，燃燒室形狀因數(shù)的影響程度趨于恒定。如果這三個因素均發(fā)生變化，則缸內(nèi)湍流強(qiáng)度的總變化量要大于各因素貢獻(xiàn)量之和，這說明缸內(nèi)湍流強(qiáng)度不是各因素貢獻(xiàn)量的簡單線性疊加。 缸內(nèi)平均渦流比、燃燒室形狀因數(shù)和擠流強(qiáng)度決定著缸內(nèi)高湍流強(qiáng)度區(qū)域的特性。燃燒室形狀因數(shù)和初始渦流比增大時，高湍流強(qiáng)度部分