发动机冷却水流动的数值模拟

本文介绍了发动机冷却水流动的控制方程和数学模型以及方程的离散化和离散方程求解的数值模拟计算方法，综述了国内外发动机冷却水流动的数值模拟研究现状和发展趋势。     

基于三维CFD技术的发动机冷却水套流动分析

利用计算流体力学软件对发动机冷却水套流动进行了三维数值模拟研究.研究结果表明:平均流速大于0.5m/s时,气缸体水套内表面的上部平均流速和换热系数均比下部高;缸盖火力面冷却效果较好,换热系数高于10kW/(m~2·K),流速大于1.0m/s,但冷却效果欠均匀;总压力降为38.2kPa;上水孔的布置和尺寸使缸盖下层的各火力面有较好的冷却效果.     

高强化柴油机气缸套周围冷却水流动的数值模拟和试验研究

针对柴油机的冷却进行精确计算，必须对柴油机内部流场进行深入的三维数值模拟和试验研究。首先分析了柴油机冷却水流动的数值模拟计算方法，建立了某柴油机气缸套周围复杂水腔的三维实体模型，并采用FIRETM软件对水腔模型进行计算，得到冷却水在缸套复杂水腔内的三维流场；再运用流量压力测量法和流动显示法对透明气缸套水腔内的冷却水流动进行试验。对比分析结果表明数值模拟计算的冷却水流动方向和流量大小与试验测量和观察结果相一致缸套水腔改进后冷却水的流量和压力分布合理，水腔内微涡和流动死区减少，缸套穴蚀减轻，此数值模拟方法是合理的。     

发动机冷却水腔内沸腾传热的模拟研究

从单相流观点出发研究了两种计算过冷流动沸腾传热的思路:分区描述法和叠加计算法.提出了两个基于分区描述法的沸腾模型A和沸腾模型B;修正了基于叠加计算法的Chen沸腾模型和BDL沸腾模型中对流传热项的计算方法.利用这些沸腾模型进行了缸盖鼻梁区冷却水腔沸腾传热的数值模拟,并与试验结果进行了对比分析.结果表明:采用分区描述法和叠加计算法进行发动机冷却水腔内过冷流动沸腾传热计算均是可行且有效的方法;采用沸腾模型A和修正的BDL模型的预测精度比另两个沸腾模型要高;提高流速和过冷度均能强化沸腾传热的能力,提高压力后则在更高的壁面温度下才出现沸腾传热.     

进气管内三维稳态流动特性的数值分析

对多缸发动机进气和稳态流场进行了三维数值模拟,分析了各缸分别进气时进气管内的流动特性,计算了进气管各出口处的质量流量和流量系数并用以研究各缸的进行不均匀性。     

发动机瞬态进气流动特性三维数值模拟研究

应用计算流体动力学软件FLUENT中动网格生成技术,针对一款量产的125mL排量摩托车用发动机的实际几何模型及进气门升程规律,进行了其进气过程的三维瞬态数值模拟,得到的大量气道和缸内流动特性信息,为发动机的设计和改型提供了重要的理论依据。     

坦克动力舱内三维空气流动数值模拟

建立了坦克动力舱内三维空气流动数学模型，应用k—ε双方程湍流模型描述湍流流动，冷却风扇局部区域处的空气流动以旋转坐标系控制方程求解；将散热器芯部作为多孔介质处理，采用非结构化网格与网格自适应技术实施区域离散化。数值算例的结果显示，这种数值模拟方法可以用于坦克动力舱内的空气流动分析。     

发动机换气系统三维瞬态数值模拟应用研究

通过对 K10 0二冲程汽油机倒拖工况下扫排气道 -缸内系统流场的三维瞬态数值模拟 ,发现整个扫气阶段的缸内流场是由三维回流组成的。主扫气口径向平面的切向倾斜角偏小 ,径向汇聚角偏大 ,产生了明显的短路损失 ,并在缸盖顶局部产生了反向流动形成的“死角”。为此 ,调整了主扫气口的扫气角 ,其它参数均不改变。计算结果表明 :缸内分层扫气十分清晰 ,短路损失及死角明显减少 ,反向流动被消除。但缸内回流 -环涡的流动结构基本不变     

基于AVLFIRE的发动机进气道三维流场数值模拟研究

利用软件AVLFIRE对4个不同气门升程下进气道的流动特性进行分析研究,揭示某发动机进气道及缸内的流动特性．得出各升程下气体流动的流线图、湍动能、速度等值线图及流量系数和涡流比,直观地表明了进气过程气道及缸内的流动特性,为进气道性能优化、评价和再设计提供了方法和依据。     

凝汽器喉部蒸汽流动的三维数值模拟

应用具有超粒子模型的直接模拟蒙特卡罗方法,对汽轮机凝汽器喉部进行区域分解和数学建模,及对具有典型结构的凝汽器喉部蒸汽流动进行了三维数值模拟,重点分析了凝汽器喉部流场的流动分布情况,揭示了喉部流场不均匀性流动特点及其产生原因。     

柴油机喷嘴喷孔内气液两相湍流场三维数值模拟

柴油机喷嘴内部空穴流动是影响喷雾特性极为重要的因素。在开发了喷嘴流动区域三维实体参数化生成软件的基础上,对完全发展了的空穴流动建立起三维空穴两相流动数学模型,提出将计算区域的出口边界延伸至气缸内部,以减小出口对喷孔内部求解区域的影响。对多孔垂直喷嘴进行了喷孔内部空穴两相湍流流动的三维数值模拟,得出喷嘴内部燃油流动的压力降基本发生在喷孔入口处,喷孔入口锐边过渡,使得该处必定出现空穴现象,且会延伸至喷孔出口,增加液流紊乱,引起燃油在喷孔出口的初次雾化。     

含水乙醇在内燃机的应用研究

在摩托车发动机和车用柴油机上进行了含水乙醇的使用研究，当含水乙醇用于汽油机时，它是直接与汽油混合后使用而未对发动机进行任何改造；而当含水乙醇用于柴油机时则在柴油机的进气系统上安装含水乙醇的喷射系统，含水乙醇喷入进气歧管后蒸发并与进入的空气混合，然后在进气过程中进入气缸。试验结果显示，发动机的动力性都没有受到影响，燃料的能耗率都有所降低，柴油进气预混含水乙醇可大量降低其炭烟排放但导致HC和CO排放的增加；含水乙醇与汽油混合燃烧可降低其CO排放而可能导致NOx排放的增加。综合比较的结果，汽油机中应用含水乙醇比在柴油机中有更大的优势。     

用国产柴油机冷却水添加剂HG-KB代替俄制EXTROL的性能对比试验

通过穴蚀试验、玻璃器皿法腐蚀试验 ,以评价国产柴油机冷却水添加剂 HG- KB和俄制 EXTROL 的性能 ,得出国产 HG- KB添加剂在防穴蚀和防腐蚀性能方面均优于俄制 EXTROL 防蚀剂。     

一种汽油机水泵抗噪音水封的研究

本文介绍汽油机的轮系结构和水泵的基本构造,重点介绍水封的功能和产生异响的机理,通过在水封内部增加一个弹性的阻尼元件,改变其工作时的频率和振幅,降低了某些转速下由于水封本身振动引起的噪音,从而提高了整车舒适性。     

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     

冷却水与润滑油温度对柴油机燃油经济性的影响

本文运用回归的通用旋转试验设计法试验,拟合出转速、负荷、冷却水温度、润滑油温度与油耗率之间的回归方程式。在此基础上详细分析了冷却水与润滑油的温度对油耗率的影响规律及原因,并探讨了改善冷却水与润滑油的温度而降低油耗率的潜力。     

发动机螺旋进气道三维流场数值模拟及试验研究

利用CATIA V5R14对某发动机螺旋进气道进行了三维造型,然后利用Ricardo三维流体软件VECTIS进行流体计算,并对该气道进行了稳流试验,计算结果与试验对比发现,平均流量系数与里卡多涡流比吻合较好,而且CFD可以获得大量试验无法获得的信息。因此CFD已成为现代设计优化气道不可缺少的重要技术。但由于CFD相对试验来说耗时长,而且各气门升程下计算数据波动较大,故目前开发优化气道流程中CFD仍不能完全替代气道稳流试验。最后对该气道流量系数不高的问题提出了改进建议。     

汽车发动机智能冷却系统的研究

该系统利用单片机对发动机的节温器、冷却风扇、导风板的工作实行智能控制,实现了冷却能力随发动机的散热需要而自动调节,使发动机长期处于最佳工作状态,减少发动机的传热损失和机械损失,节省燃油。     

车用内燃机冷却系的流动与传热仿真

本提出了车用内燃机冷却系的流动与传热仿真方法。采用一维的方法研究了车用内燃机冷却系的流动问题；采用集总参数法研究了车用内燃机冷却系的传热问题；将车用内燃机冷却系的流动问题与传热问题耦合起来作为一个系统，进行整体研究，建立了内燃机冷却系的流动与传热问题的整体模型。编制了计算程序。对某型坦克内燃机冷却系的流动与传热进行了实例计算，仿真结果与试验值符合较好。