柴油机螺旋进气道数字化设计参数分析

对柴油机螺旋进气道进行三维造型后,利用CFD三维流体软件进行模拟计算,并引入平均流量系数和平均涡流比2个无量纲物理量,验证计算模型与稳流试验结果的一致性。在模拟计算模型基础上,对进气道口中心距、气门室高度、气门锥角3个气道主要参数分别进行变参数计算。研究表明:3个气道主要参数都存在一个最佳值,可以使气道气体流动特性表现更好,同时也为具体的气道详细设计和进一步实验指明了趋势性方向,从而可缩短气道开发时间,节约开发费用。     

某型活塞发动机气道稳流试验台测试与CFD仿真

针对某型发动机进气道性能进行试验和仿真,采用改进后的稳流试验台对气道进行测试。利用Ricardo评价方法进行气道评价,测定气道的流量系数、滚流比、涡流比、斜轴涡流等参数,同时采用CFD仿真的方法对气道性能进行研究,采用AVL评价方法得出关于气道的部分性能参数,以便于气道仿真和气道优化改进。结果表明:稳流试验台是可靠的评价气道性能的方法,而CFD仿真可以为气道改进提供新的思路与方法。     

内燃机不同气门升程下气缸内流场分析

在给定的边界条件及评价方法下,利用CFD软件AVL-FIRE对发动机气缸内流场的涡流和气流速度进行数值模拟,分析不同气门升程下缸内涡流和气流速度状况,借助流量系数和涡流比的试验结果,验证了数值模拟结果具有可信度．     

仿生非光滑表面对车用柴油机螺旋进气道流通特性的影响

为了使半开式燃烧室柴油机具有较强的进气涡流,将凹坑、凸包、U形沟槽和V形沟槽4种仿生非光滑单元体应用到柴油机螺旋进气道内表面。使用CATIA、Hypermesh和Fluent软件对仿生非光滑表面进气道进行了CFD数值模拟分析。通过对4种非光滑表面以及光滑表面进气道的流量系数和涡流比进行对比分析发现:在流量系数变化程度较小的情况下,仿生非光滑表面进气道可以显著提高涡流强度。     

进气门早关对汽油机进气过程及燃烧性能的影响

介绍了一种全可变液压气门机构(FHVVS),该机构采用进气门早关(EIVC)的方式取代节气门,实现无节气门汽油机负荷调节。研究发现:虽然进气门早关使中、小负荷工况下的泵气损失得到大幅度降低,但无节气门汽油机进气管压力的提高降低了残余废气倒流量,使油气混合不良、燃烧性能恶化,导致进气道喷射式汽油机的指示热效率明显降低。为改善燃烧性能,介绍了一种在气门小升程时能产生强烈进气涡流的螺旋气门。试验结果表明:螺旋气门显著改善了进气道喷射式无节气门汽油机的燃烧性能并提高了燃油经济性,使中、小负荷工况下的燃油消耗率比节气门汽油机降低了7.2%～12.5%。     

柴油机气道稳流试验的测量方法

在稳流模拟试验台上 ,利用 3种涡流计测量了缸内涡流 ,利用 3种试验方法对气道的性能进行了测定 ,分析了涡流计型式对缸内涡流转速测量的影响 ,对 3种气道试验方法进行了比较。动量式涡流计测量值没有大幅度波动 ,且始终高于叶片式涡流计的测量值 ;叶片式涡流计测量值随测量位置的变化波动较大 ,矩形叶片变化幅度较哑铃形叶片变化幅度大。用Ri cardo试验方法和AVL试验方法测得的无量纲涡流值 ,在整个气门升程范围内均比用动量矩法测得的涡流值小 ,而且气门升程越大 ,差值也越大。用Ricardo试验方法测得的涡流值大于用AVL试验方法测得的涡流值     

柴油机气道稳流试验的测量方法

在稳流模拟试验台上，利用３种涡流计测量了缸内涡流，利用３种试验方法对气道的性能进行了测定，分析了涡流计型式对缸内涡流转速测量的影响，对３种气道试验方法进行了比较。动量工涡流度测量值没有大幅度波动，且始终高于叶片式涡流计的测量值；叶片式涡流计测量值随测量位置的变化波动较大，矩形叶片变化幅度较哑铃形叶片变化幅度大。用Ricardo试验方法和ＡＶＬ试验方法测得的无量纲涡流值，在整个气门升程范围内均比用动量矩法测得的涡流值小，而且气门升程越大，差值也越大。用Ricardo试验方法测得的涡流值大于用ＡＶＬ试验方法测得的涡流值。     

非道路用柴油机进气压缩过程数值模拟

采用CFD软件STAR-CD及ES-ICE建立柴油机三维数值计算模型,模拟研究了转速、负荷、增压等因素对进气及缸内气体流动的影响。为了分析螺旋气道进气流通性能,将进气门进气区域划分为4个扇区,并应用一维分析软件GT-Power和试验数据为三维瞬态数值模拟计算提供边界条件和初始条件。研究表明,螺旋进气道存在气流交汇区域,会降低气道流通性能,气门处各扇区进气量及进气波动情况并不一致;涡流强度和缸内湍动能随转速的上升而增加,柴油机采用增压后缸内涡流强度会有一定的提高,但对湍动能的影响较小;而负荷对涡流强度和湍动能的影响都较小。     

基于滚流比的某汽油发动机进气道优化设计和研究

为提高发动机燃油经济性,首先通过部分负荷试验,验证了滚流比对燃油经济性的影响;再通过气道稳流试验,验证了所建立的三维稳态计算模型的准确性以及气道评价参数之间的关系.基于计算机液体动力学（CFD）分析影响气道流通特性的几何参数,采用最优拉丁超立方抽样和响应面法（RSM）拟合出发动机进气道的近似模型,应用第二代非劣排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对气道中心线倾斜角和喉口下压角进行优化,通过比较流量系数、滚流比等参数确定优化设计方案.研究结果表明：优化后的进气道模型能够在保证流量系数不变的情况下一定程度上提高滚流比,最终获得了提升气道滚流比的优化设计结果.     

基于AVL-FIRE的汽油机进气道气流运动三维数值模拟

利用三维流体动力学软件AVL-FIRE模拟计算YBR125汽油机进气道的气流运动,显示气道稳流试验台条件下的三维空气流动状况。气道流动性能评价参数计算与试验结果表明,相对误差在允许范围之内,数值模拟的精度较高。     

基于CFD的仿生非光滑表面柴油机螺旋进气道对进气过程质量流率的影响分析

通过在柴油机螺旋进气道表面增加仿生非光滑单元体,运用catia软件和gambit软件进行模型建立及网格划分,应用fluent软件和动网格技术对柴油机工作时的瞬态进气过程进行CFD分析;对比分析得出仿生非光滑表面显著提高了进气过程中进气道内气体的流速和质量流率。     

进气系统稳态流模拟和低流阻进气道的研制

本文叙述了进气系统稳态流模拟试验的基本原理和分析计算方法,使用该方法为6110柴油机研制了低流阻强涡流的进气道,分析了6110柴油机进气道出口结构的改进要素。通过上述模拟试验分析,确定了较好的改进结构。     

进气道偏置对四气门柴油机进气门口三维流场的影响

研制了四气门柴油机单独进气道、单气道中置缸盖及气门口三维流速测量装置。在稳流气道试验台上 ,利用热线风速仪测量了不同气道布置方案下的进气门出口三维流场 ,揭示了进气道偏置对四气门柴油机进气门口三维流场影响的变化规律。气道的偏置使气门口切向速度大小发生了变化 ,速度分布变化很大 ,这种影响随升程的增加而增大。     

测量多缸内燃机单缸充气量的流速-压力波方法

论述了一种基于稳定紊流运动沿通过截面径向的速度分布规律,对多缸内燃机各缸进气歧管内进气充量和充气效率的计算方法。利用奥地利AVL657内燃机数据采集分析仪和美国TSI公司IFA100热线/热膜恒温流速仪等测试设备测量各缸进气歧管内气体速度波和压力波等参数,通过计算获得了各缸各工况下的进气充量和充气效率。将各缸充气效率的平均值与同时实测的整机充气效率的平均值进行了比较,充气效率值最大相差4%,验证了该方法的可行性。得到的实验内燃机充气效率不均匀度最大值为9.1%。用这种方法可以定量研究多缸内燃机各缸进气充量的不均匀性。     

基于数值模拟的含水层参数识别

利用地下水流数值模拟软件Modflow耦合大型抽水试验和长观孔水位两个模型的方法,对含水层参数进行了识别与校验,该方法求得的含水层参数避免了只利用抽水试验模型校验所带来的不确定性。同时利用抽水实验数据进行抽水与恢复的全过程曲线拟合,水位降深模拟相对误差小于6%,并且对均衡水量、泉水的溢出量以及末流场拟合程度进行了分析,均衡水量模拟相对误差最大为2.6%,泉水溢出量模拟相对误差最大为8.14%,末流场拟合程度也较好,从而提高了含水层参数的准确性。实例研究表明,这种求参方法精度高、切实可行,可以推广到其他的含水层参数确定中。     

入射角对径向热管换热器性能影响的数值模拟

利用FLUENT软件对径向热管换热器壳程进行模拟计算,在入口烟气质量流量不变的基础上,在0°～65°范围内逐渐改变烟气入射角,分析换热量、压降和单位压降换热系数的变化规律。结果显示:随着烟气入射角的增大,入射角小于45°时,换热量偏差基本不变,压降偏差逐渐减小,而单位压降换热系数逐渐增大,并在约45°时达到最大,此时换热器整体性能最好;大于45°后,换热量偏差明显增大;压降偏差急剧增大,压力损失增加,而单位压降换热系数急剧减小,换热器性能恶化。将模拟结果与测试结果进行比较,误差在5%以内。     

氧弹式量热计的改造

对氧弹式量热计电器线路、氧弹内部结构及测温系统进行了改进.将点火系统的机械触点定时器改为时间继电器,用硅橡胶密封垫圈代替软金属密封垫圈,氧弹内部增加火焰隔离系统,改进后的量热计结构简单合理,测量精度显著提高,各项指标符合国家现行标准.     

神经网络在船舶柴油机NOx排放特性预测中的应用

为了预测船舶柴油机N0x排放特性,从初始权值的选取及学习率动态优化对BP算法进行了改进,通过改进的均匀试验设计法,对少量具有代表性、易于测试的工况进行N0x排放测试,利用BP神经网络建立了船舶柴油机NOx排放特性预测模型并进行了计算,与实测的4种工况进行比较.结果表明,第1工况的N0x排放浓度相对误差为3.7%,N0x比排放的相对误差为4.3%,而其他各工况的N0x排放浓度相对误差在2.4%以内,NOx比排放相对误差在2.9%以内.因此,该模型预测精度较高,与试验结果吻合良好,能有效地预测船舶柴油机N0x排放特性.