某柴油机螺旋进气道的流动实验与数值模拟

以某柴油机螺旋进气道为研究对象,在Pro/E软件上对该进气道进行三维实体造型后,利用CFD三维流体软件进行稳流实验条件下的模拟计算,并对该进气道进行了稳流实验。模拟与实验结果对比发现：各气门升程下的流量系数和涡流比吻合较好,流量系数除个别气门升程外,相对偏差小于5%;涡流比在大气门升程时,相对偏差小于12%,在小气门升程时可能由于壁面模型精度差造成的偏差较大。文中还结合CFD提供的进气道流动信息,分析了流量系数和涡流比随气门升程变化趋势的原因。气道流动实验与CFD模拟相结合,可为气道的改进优化、设计开发提供更可靠有效的方法。     

四气门柴油机进气道开发中CAD/CFD的应用

柴油机进气道的开发是缸盖设计的重要组成部分，本文对气道的开发流程及需要注意的技术问题展开了讨论，介绍了曲面造型和流体计算在气道开发中的应用．并据此流程开发了某四气门柴油机进气道的模型．     

点燃式甲醇发动机配气相位的优化设计

以一维进排气管流动和缸内零维燃烧模型理论为基础,建立了点燃甲醇发动机的工作过程计算模型.通过计算结果与实验数据的对比,对模型的精度和可靠性进行了验证.依据建立的模型,针对几种不同的进气迟闭角(IVC)和排气提前角(EVO)分别在3个工况下进行发动机的性能参数模拟计算,由此各自初步筛选出三组角度,最后用排列组合方法进行再次优化分析,确定了一组最佳的进气迟闭角、排气提前角和气门重叠角.     

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。     

影响发动机性能的因素及灵敏度分析

利用GT-POWER软件,建立发动机燃烧乙醇汽油工作过程模型,对影响发动机性能的主要参数进行模拟计算,基于模拟结果分析各参数对发动机性能的影响,确定发动机获得最佳性能时所对应的参数值。对点火提前角、进气门迟闭角及空燃比耦合作用下的发动机工作过程进行优化计算,并对这三个参数进行灵敏度分析。     

内燃机换气系统弯曲圆形管道流场的三维数值模拟研究

建立了内燃机换气系统普遍使用的弯曲圆形管道气体流场计算的三维模型及有关边界条件。利用本模型编制了计算程序,对内燃机气道弯曲圆形道的流场进行了模拟计算,同时分析了各结构参数对流场的影响。     

发动机燃油经济性影响因素分析

利用GT-POWER软件,建立发动机工作过程模型,对影响发动机燃油经济性的主要参数进行模拟计算,基于模拟结果,分析各参数对发动机燃油经济性的影响,得出计算工况下获得最佳经济性对应的参数值。对点火提前角、进气门迟闭角及空燃比耦合作用下发动机的工作过程进行优化计算,优化后的油耗率比单独改变三个参数时的最低值分别降低了0.11%、4.37%和0.73%。最后对各参数进行灵敏度分析,得出三个参数中空燃比对油耗率的影响最大.     

边界条件对乙醇HCCI发动机燃烧的影响

利用发动机循环模拟软件BOOST,并使用详细的化学反应动力学机理,建立了乙醇HCCI发动机的单区模型。模拟计算结果与试验结果吻合得较好。利用该模型研究了气门流量系数和缸内壁面温度对燃烧的影响。模拟计算结果表明,该HCCI发动机的气门流量系数不宜取得很大,在较小的流量系数下HCCI的燃烧变得柔和;而改变壁面温度相当于对进气加热,促进了燃烧。     

切向进气道内燃机进气系统流场的数值模拟

为提高换气系统流动性能，采用数值计算方法对具有切向进气道的内燃机进气系统三维流场进行了研究。模拟计算采用三维、可压、粘性、湍流模型和SIMPLE数值计算方法。通过计算发现，在进气道内，切向气道没有涡流产生；进入气缸的气流，以一定的倾斜度与气阀和缸壁产生碰撞，是产生缸内旋流的主要原因，气体的碰撞和分离沿气缸横截面产生两个旋转方向相反的旋涡；随着气体逐渐远离气阀，缸内小旋涡与主旋流逐步合，形成了单一方向的旋流。研究结果表明，采用三维流动数值模型可获得稳流试验中难以得到的进气道和缸内流动规律，为气道设计提供更有力的依据。     

四气门柴油机进气道流动特性的试验研究

利用所研制的试验缸盖系统及进气道,研究了四气门柴油机四种单独气道及两种组合气道工作方式下进气道的流动特性。结果表明：四气门柴油机两进气道之间产生相互干扰,干扰的程度决定于各气道的自身结构、两气道形状的不同组合及两气道之间布置的相对位置。     

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。     

无泄漏平面型纯水换向阀研究

针对纯水换向阀在突然切换时易产生严重冲击的问题，提出一种改进的纯水换向阀优化结构.通过设计和研制新型纯水换向阀，改变传统的间隙密封为直接密封，合理设计主阀芯与主阀套的压紧力，使先导阀阀口阻尼器与主阀敏感腔匹配.应用计算流体动力学(CFD)技术，对纯水换向阀主阀内流道的流场进行动态仿真，并优化流道结构.对所研制的纯水换向阀进行静、动态试验和寿命试验.结果表明,纯水换向阀的动态响应特性较好，换向迅速，换向冲击小，连续换向达万次后，主要零部件无异常现象.研制的纯水换向阀的性能基本达到了现有同类油压换向阀的水平.     

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。     

电子膨胀阀射流噪声数值模拟

应用Realizable k-ε湍流模型和Mixture两相流模型,对电子膨胀阀小开度下的二维流场进行了数值模拟,根据计算结果,使用宽频噪声计算方法得到了膨胀阀内流体噪声分布。对电子膨胀阀的改进模型进行了数值模拟,并对流体的速度场及其噪声辐射结果进行了分析,结果表明,阀口长度加长和阀口改为喇叭口结构可以减小射流噪声。     

四气门柴油机进气流场的测量

为了研究并掌握四气门柴油机进气流动及其相互影响的变化规律 ,本文以热线测速原理为基础 ,设计了气门口流场和缸内流场的测量装置 ,并利用该装置在稳流气道实验台上对四气门柴油机进气门口流速分布和缸内流场进行了实际测量     

阀门内流场数值模拟分析研究

文章在讨论阀门流量系数计算原理的基础上,给出了阀门内流场数字模拟分析方法。利用COSMOS/FloWorks实现球阀的流量系数计算分析,计算分析验证了应用CFD技术所计算阀门流量系数的准确性,并揭示球阀内流场压力的分布情况规律,为现实的设计生产提出了一种较为简单易行的计算阀门流量系数的方法。     

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。