非道路用柴油机气流运动及喷雾数值模拟分析

利用CFD软件STAR—CD及ES—ICE对柴油机压缩喷雾过程进行数值模拟分析。模拟计算从进气过程开始，充分考虑了进气过程给缸内流场带来的影响，分析了喷雾前缸内流场及喷雾过程。研究表明，哑铃型燃烧室明显增强了压缩末期缸内涡流强度，燃烧室偏心布置使得缸内气流运动不均匀，燃烧室内的燃油分布也不均匀，各个喷孔方向上燃油喷射状况并不相同。     

燃烧室形状和位置对柴油机缸内空气运动的影响

本文利用多维数值模拟方法，进行了３个柴油机燃烧室方案下缸内三维流场的计算。系统地分析了燃烧室形状和位置对缸内流场的影响。计算表明，挤流和涡流的相互作用将使缸内涡流呈现非对称结构。     

柴油机燃烧室形状对混合气形成的影响

利用计量流体力学(CFD)模拟软件FIRE对不同形状燃烧室的柴油机的缸内喷雾与燃烧过程进行了模拟分析。通过对缸内流场、燃油浓度场、温度场分布的对比,分析不同燃烧室对混合气形成的影响。结果表明,缩口燃烧室缸内流场强度最大,混合气均匀,燃烧充分,微粒生成最少。     

直喷式柴油机气缸内空气流动能量转换及紊流场变化规律的研究

在直喷式柴油气机气缸及燃烧室中用线热风速仪研究了紊流场的发展变化规律。结果表明：在压缩行程的初期和中期，缸内的流场可近似当做均匀各向同性紊流场；在循环的大部分时间内，缸内和燃烧室中的紊流场则是非均匀，各向异性的。通过对压缩过程中缸内空气流动能量的转换分析，导出了估算压缩终了燃烧室内涡流转速的公式，计算结果与实验结果基本相符，并指出了燃烧室内涡流和紊流强度增强的原因及影响因素。     

柴油机燃烧室改进的模拟仿真研究

首先介绍了柴油机燃烧室设计的尺寸特点,然后再在原燃烧室的基础上对它的尺寸做了一些改进,并通过大型CFD分析软件AVL-FIRE对修改后的燃烧室模型进行了流场数值模拟,计算出缸内流场的流动分布,对比分析得出燃烧室尺寸对气体流动的影响。     

内燃机缸以流场的全场测试实验研究

传统的单点测量技术只能获得流场中某一点的瞬时流速，对于非稳态的内燃机缸内流场，这显然是不够的。本将粒子图像测速技术用于研究内燃机缸内流场，可以测定某一瞬时的缸内流场全场流速分布。开发成功的实验装置可模拟四冲程发动机的缸内流动，并适合于粒子图像测速技术来测定缸内及燃烧室内的流场。实验系统采用短间隔多脉冲激光，便照相底片曝光来拍摄流场照片，然后用ＰＩＶ照片分析处理系统对其显微放大，直接读取示踪粒子的     

火花点火天然气发动机燃烧过程CFD研究

为了研究点燃式天然气发动机燃烧系统的燃烧过程和缸内气体运动规律．应用CFD软件对一台点燃式天然气发动机的燃烧过程进行了多维模拟计算。通过计算得到了发动机缸内气体的流场、温度场及火焰传播等计算信息，并分析研究了压缩及燃烧过程中缸内气体的流动规律及温度分布规律以及湍动能对火焰传播的影响．为燃烧室的设计及燃烧过程性能优化提供了理论性指导。     

CA6DL1—30柴油机燃烧室改进的模拟与实验研究

为研究燃烧室形状对柴油机燃烧和排放性能的影响，应用大型通用CFD软件STAR—CD程序对3种不同形状的燃烧室内燃烧过程进行了多维数值模拟计算，研究了不同的燃烧室形状对缸内气流运动以及缸内燃烧温度和排放的影响，并通过实验验证了计算模型的正确性。     

柴油机缸内瞬态流场数值模拟

针对柴油机缸内气体流动的问题,在不影响仿真结果的情况下,简化气缸模型,并且进行网格划分,然后把划分好的网格模型导入到FLUENT中,通过FLUENT软件对缸内瞬态流场进行了模拟与仿真。采用软件的处理功能以及对动网格技术的应用,对发动机缸内流场进行瞬态模拟,得到了随着活塞的上下往复运动,缸内速度分布受燃烧室形状影响较大,以及缸内压力呈现周期性变动,且上止点最大、下止点最小。     

内燃机缸内流场的全场测试实验研究

传统的单点测量技术只能获得流场中某一点的瞬时流速，对于非稳态的内燃机缸内流场，这显然是不够的。本文将粒子图像测速技术用于研究内燃机缸内流场，可以测定某一瞬时的缸内流场全场流速分布。开发成功的实验装置可模拟四冲程发动机的缸内流动，并适合于用粒子图像测速技术来测定缸内及燃烧室内的流场。实验系统采用短间隔多脉冲激光，使照相底片曝光来拍摄流场照片，然后用ＰＩＶ照片分析处理系统对其显微放大，直接读取示踪粒子的位移，使粒子像对的判别更准确容易。实验结果表明，这种实验系统是可行而实用的。     

4气门汽油机气道滚流比测试方法的试验研究

对汽油机缸内滚流直接测量方法的测试装置进行了可视化处理,在自主开发的气道稳流试验台上,通过PIV技术研究稳态滚流测试过程中流场的微观结构及其演化规律,阐明不同模拟缸套结构参数对气道滚流比影响规律.结果表明,不同结构参数的模拟缸套内流场结构在气门升程达到一定范围时都会发生变化,形成大尺度逆时针滚流,并且会导致缸内各测量截面滚流比曲线斜率增大.而缸内流场不同区域受缸套形状影响程度不同,出气口附近截面内滚流比受其影响最大,对于出气口直径为0.35倍缸径的模拟缸套,出口附近截面内滚流比出现非常高增幅的跃升,跃升后滚流比达到3.08.气道稳流试验模拟缸套内滚流比的变化规律从根本上受角动量守恒支配,缸套形状与滚流比产生增幅过高的跃升存在本质的联系.     

应用PDA研究ω燃烧室的气缸内紊流场

介绍了应用三维粒子动态分析对两种ω燃烧室的气缸内紊流场的测量结果，给出了在进气和压缩过程气缸内相平均速度和紊流强度的分布，分析燃烧室结构和偏心，气门偏置及转速对气缸内紊流场的分布和变化规律的影响。     

燃油的喷射雾化燃烧对柴油机缸内空气流动影响的研究

将柴油机缸内气体与全体燃烧室部件(气缸盖-气缸套-活塞组)作为一个耦合体,在对耦合体进行传热数值模拟的基础上得到缸内流动计算的壁面边界条件。利用大型通用CFD软件STAR-CD及ES-ICE,在进气压缩过程流动三维瞬态数值模拟基础上,对6110柴油机喷雾燃烧过程缸内三维非稳态流动进行数值模拟研究,着重分析燃油喷射、雾化、燃烧对缸内流动的影响。研究结果表明喷雾燃烧过程中燃油的喷射流动直接影响到缸内流场的总流型,在一定空间内完全打破缸内大的旋流流场。     

High swirl-inducing piston bowls in small diesel engines for emission reduction

Detailed three-dimensional CFD simulations involving flow and combustion chemistry are used to study the effect of swirl induced by re-entrant piston bowl geometries on pollutant emissions from a single-cylinder diesel engine. The baseline engine configuration consists of a hemispherical piston bowl and an injector with finite sac volume. The first iteration involved using a torroidal, slightly re-entrant bowl geometry, and a sac-less injector. Pollutant emission measurements indicated a reduction in emissions with this modification. Simulations on both configurations were then conducted to understand the effect of the changes. The simulation results indicate that the selected piston bowl geometry could actually be reducing the in-cylinder swirl and turbulence and the emission reduction may be entirely due to the introduction of the sac-less injector. In-cylinder air motion was then studied in a number of combustion chamber geometries, and a geometry which produced the highest in-cylinder swirl and Turbulence Kinetic Energy (TKE) around the compression top dead centre (TDC) was identified. The optimal nature of this re-entrant piston bowl geometry is confirmed by detailed combustion simulations and emission predictions.     

双层分流燃烧室内空间利用和喷雾分布的研究

应用可视化方法测试了不同喷油参数条件下3种双层分流燃烧室内的燃油喷雾扩散过程,探讨燃烧室的碰撞台、燃烧空间容积比例、燃烧空间形状等结构特征以及喷油压力和喷油正时等喷油参数对燃烧室内空间利用和燃油喷雾分布的影响.结果表明:提高喷油压力和提前喷油正时均增大了燃油喷雾的分布范围,提前喷油正时使燃油喷雾更早地进入了顶隙空间,降低了燃烧室结构对燃油喷雾分布的影响,但燃烧室的空间利用率下降;降低碰撞台位置和增大上层燃烧空间容积有利于燃烧室顶层空间的利用;剥离面可以促进下层燃烧空间内燃油喷雾的扩散;上层燃烧空间采用凸圆弧底面使燃烧室顶层区域在较早喷油正时时获得了较好的利用.     

进气道和燃烧室形状对大缸径天然气发动机缸内流动和燃烧的影响

为了提升采用当量燃烧的大缸径天然气发动机的指示热效率,提出了组织弱涡流、强滚流、高湍流强度的缸内气流运动的理念,据此设计了不同形状的进气道和燃烧室,并采用三维数值模拟的方法研究了进气道和燃烧室形状对缸内流动和燃烧的影响。研究发现:与原机相比,当将原螺旋进气道改为直进气道并配合原缩口型、新的直口型、敞口型和半球型燃烧室时,缸内涡流运动显著减弱,滚流运动明显增强,在压缩冲程中最大滚流比分别可达0.76、0.83、1.03和1.71;点火时刻缸内平均湍动能分别增加了35.27%、36.26%、50.33%和135.99%,燃烧速率逐渐加快,指示热效率逐渐增加。综上,半球型燃烧室配合直进气道更有利于缸内强滚流的形成和点火时刻湍流强度的提高,指示热效率也由原机的39.51%提高到42.14%。     

汽油机气缸中滚动气流运动对发动机性能的影响

本文通过调整导气屏气阀位置产生大范围变化的缸内气流运动形式，用传统的稳流试验台和作者最近研制的测缸内滚流运动的稳流试验台对各种气流运动形式进行稳流试验，用二维激光多普勒测速仪在反拖的发动机缸内紊流运动的发展变化并用着火发动机的性能实验结果来分析各种气流形式的涡流、滚流和紊流特性。试验结果表明，在气缸中产生较强的横轴涡流即滚动或接近滚动气流运动时，燃烧室内的紊流强度可获得较大的提高，性能也有明显的改