直流扫气柴油机扫气流场分析

利用三维流体动力学(CFD)仿真软件FIRE,建立了二冲程柴油机气缸直流扫气三维模型,采用数值模拟的方法,研究了扫气口设计参数对换气过程的影响,对不同的气口设计方案下的气缸内残余废气浓度随曲轴转角的变化过程作了细致的描述,并对扫气口径向倾斜角的变化对换气过程的影响做了更进一步的探讨.     

二冲程柴油机设计参数对扫气过程的影响

利用多维数值模拟方法,对二冲程柴油机倒拖情况下的进、排气过程进行模拟,研究转速变化、进气口仰角变化对扫气过程的影响。     

E150系列柴油机扫气过程的计算与试验分析

介绍了Ｅ１５０系列二冲程柴油机的扫气过程的测试与三维数值。根据对结果的分析提出了改进方案。     

变工况条件对船用二冲程低速柴油机扫气过程的影响

在船用二冲程低速柴油机中,扫气过程的优劣直接关系到发动机的各项特性,在前期研究中主要以扫气口结构为主要研究方向,但发动机循环是一个瞬变的动态过程,因此需要针对扫气过程的不同阶段及不同环境因素开展性能分析,以便在扫气全过程内改善扫气性能.本研究基于扫气流动试验台,通过三维激光粒子测速系统,对不同工况条件下的稳态扫气过程进...     

二冲程汽油机扫气过程多维数值模拟及扫气系统优化设计

本文采用多维数值模拟方法对二冲程发动机的扫气过程进行优化。对原型机(小型HS-510航空发动机)的扫气过程数值模拟发现：在缸内存在环流和涡流。环流在贴近气缸附近较强，可以将废气排出气缸；而在气缸中部较弱，难以将废气彻底排出。涡流的存在则降低了发动机的扫气效率。原型机的扫气过程同理想的扫气过程相比有相当大的差距。在原型机扫气过程数值模拟的基础上，改进扫气系统设计，将扫气口由原来的两个增加到五个。对改型机数值模拟发现缸内没有形成涡流。计算和试验结果表明发动机的扫气效率得到了提高，且发动机的功率提高11％。     

分层扫气二冲程汽油机换气过程的数值模拟

本文对分层扫气二冲程汽油机的换气过程，储气道内压力波及稳定工况下化油器主、怠速系的供油特性进行了数值模拟，阐明了分层扫气汽油机给气比、空燃比和纯空气百分比的变化规律，并通过试验验证了模拟计处计算的正确性。     

船用二冲程柴油机鼓风机扫气模型与切换规律研究

针对船用7K90MC-C低速二冲程柴油机进行了鼓风机匹配和切换规律的研究。建立了二冲程柴油机与鼓风机仿真模型,着重研究了扫气模型的选取。通过试验校核,验证了计算结果的正确性。对2台鼓风机全开时切换规律的研究表明:柴油机负荷增加时鼓风机应在41%负荷左右关闭,柴油机负荷降低时鼓风机应在35%负荷左右打开,可以保证控制扫气量和热负荷的需要。     

直流扫气二冲程内燃机的扫气流动数值模拟和性能预测

本文采用粘性流体动力学问题的ICE-ALE数值计算方法,对气门-气口式直流扫气二冲程内燃机的扫气过程作不定常多维流动数值模拟。按照设定的进出口流边界几何条件和物理条件,对内燃机缸内气体流动和残余废气浓度分布随时间的变化过程作细致的描述,并预测换气综合性能指标。文中给出流动的基本方程组,讨论初边条件。给出的计算结果及其与实验值的对比表明两者符合较好。计算提供了常规扫气模型试验往往难以测定的详尽资料,可以用来对不同气口几何设计方案作性能预测和结构选优,以及用来设定气门升程曲线和配气正时。     

分层扫气二冲程汽油机换气过程的数值模拟

本文对分层扫气二冲程汽油机的换气过程，储气道内压力波及稳定工况下化油器主、怠速系的供油特性进行了数值模拟，阐明了分层扫气汽油机给气比、空燃比和纯空气百分比的变化规律，并通过试验验证了模拟计算的正确性。     

双对置二冲程增压柴油机变工况扫气研究

建立基于avl_boost的对置二冲程柴油机一维仿真模型,应用简化增压器模型分析了目标发动机性能的增压,得到不同转速下的进排气压力边界。在一维计算数据的基础上,建立avl_fire三维模型,在不同转速下进行扫气过程仿真,对比进排气压差对该柴油机扫气的影响。结果表明,高速时,进排气压差对扫气过程的影响较大,而低速时,压力差对扫气的影响较小,压力差过大或过小都会降低扫气效率。     

基于FIRE的柴油机燃烧过程的CFD研究

应用三维CFD仿真软件AVL FIRE对CY4102直喷式柴油机的燃烧过程进行了数值模拟计算,再现了缸内流体的运动过程、湍流参数的变化、燃油粒子的空间分布、燃烧过程的进展状况、传热过程以及缸内温度场的分布等,结果表明:随着喷油提前角的增大,滞燃期变长,最高平均温度、压力和放热率峰值均增大,且其对应的曲轴转角均有前移趋势...     

二冲程发动机扫排气道—缸内系统三维瞬态数值模拟研究

对倒拖工况下的K100二冲程摩托车汽油机扫排气道－缸内系统流场进行了三维瞬态数值模拟研究。通过计算发现,整个扫气阶段的缸内流场是 由三维回流组成的。扫排气道－缸内系统流场是扫气气流以射流形式从周向与缸内气体混合并同时以类似类似环抱的形式将废气向排气口推挤,前类似于“完全混合”,后类似于“完全置换”。计算结果表明,数值模拟方法是分析复杂区域流场的有效方法。     

直喷式柴油机工作过程模拟计算

通过一个热力学模型，对直喷式柴油机进行了工作过程的模拟计算，建立柴油机动力性、经济性参数的计算程序，分析了结构、热力和运转参数对柴油机性能的影响，在分析过程中相应提出了提高发动机性能的一些建议。     

车用柴油机增压匹配数值模拟研究

使用VC 和Matlab分别建立了柴油机、涡轮增压器、进排气管及中冷器的数值模型,并编制了涡轮增压器与柴油机的匹配计算程序。应用该程序对某柴油机与某径流式涡轮增压器联合工作过程进行仿真计算,得到柴油机的性能参数及与该增压器的匹配数据,最后通过试验结果对数学模型、增压器与柴油机匹配程序的可行性进行了验证。     

计算直喷式柴油机螺旋进气道与缸内空气运动的大型微机化程序：IPIC—CFD

建立反映直喷式柴油机进气过程空气运动的三维数值计算模型,修正了标准的ｋ－ε模型以反映可压缩气体的湍流运动。给出确定进气道壁面边界条件、进气门表面边界条件以及进出口开口系统边界条件的计算公式。建立了反映气门运动的粒子阻滞模型、障碍物单元模型以及贴体气门模型,并提出计算粒子阻滞的修正公式。运用网格生成的微分法以及分块技术,构造了螺旋进气道－进气门－气缸在笛卡尔直角坐标系下的三维伪极坐标网格系统和三维直角坐标网格系统。同时根据我国国情,开发了计算进气过程空气运动的大型微机化程序ＩＰＩＣ－ＣＦＤ。     

4BTAA柴油机螺旋进气道三维数值模拟

以未简化的实际发动机产品气道为研究对象，使用三维流动力学软件完成了气道稳流试验台中气道，气缸流动的三维数值模拟计算，模拟计算的流场显示出了在气道试验台条件下空气流动过程的详细状况，气道性能评价参数(流量系数和气流扭矩)的流动计算结果与气道试验结果吻合较好，研制出的气道已用于达欧Ⅱ排放标准的4BTAA从柴油机中，数值模拟精度表明，气道CFD计算可以为发动机开发中气道设计提供理论依据。     

柴油机进气-压缩过程的三维瞬态数值模拟研究

应用动网格技术,对某柴油机在进气和压缩过程中气道-气门-气缸内的瞬态流场进行了数值模拟。模拟结果表明：在进气过程初期,缸内气流运动是紊乱的;随后,逐渐形成多个小涡流;到进气过程中后期,单一大尺度进气涡流形成并逐步得到发展、稳定和加强。而压缩过程初期,在进气涡流继续保持的同时,压缩涡流形成;到压缩过程后期,挤压涡流出现,气流以螺旋方式从气缸进入燃烧室,同时缸内的滚流逐渐加强。压缩过程中缸内气体的平均湍动能随曲轴转角的增大呈先减小后增大再减小的趋势。压缩上止点附近气缸边缘的湍动能很弱,而气缸中部挤流区域的湍动能则相对很强。水平方向的涡流、轴线方向的滚流以及湍动能的这种分布特性都有利于燃油的雾化以及与空气的混合。     

柴油机双进气道流动特性试验与数值模拟

对170系列柴油机双进气道进行了AVL气道稳流试验,得到了不同气门升程下对应的AVL流量系数和涡流比;在与稳流试验对等的边界条件及评价方法下,利用CFD软件Fire对气道稳流试验进行了数值模拟。模拟结果与试验结果的对比表明,数值模拟所得流量系数和涡流比与试验结果基本吻合,模拟结果具有一定的可信度;另外,从两者涡流比随气门升程的变化曲线来看,切向气道气门座孔加工出的偏心倒角,对气道形成涡流的能力影响比较大,尤其是在气门开度较小时,能使气道产生相对较大的涡流比。     

船用低速二冲程柴油机燃烧与排放数值模拟研究

使用CFD软件对一台船用低速二冲程柴油机额定工况点缸内喷雾、燃料着火和燃烧过程、排放物NOx浓度分布及生成总量进行了数值模拟研究。模拟所得压缩压力和最高燃烧压力与实测值基本一致。在额定工况点运行时,柴油机预混合燃烧比例很小,基本呈现单峰状的扩散燃烧特征;燃烧放热初始时刻在上止点附近,整个燃烧持续期约为45℃A。同时,计算所得的NOx生成总量与实测值存在19.15%的偏差。