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。     

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。     

柴油机螺旋进气道内的气体流动数值模拟

对柴油机螺旋进气道内的气体流动进行了数值模拟,并着重探讨了数学模型建立,计算网络划分与计算结果分析等有关关键问题。     

468汽油机进气道流场模拟研究

本文以468汽油机进气道为主要研究对象.根据进气道中气流特性,运用GAMBIT应用软件对进气道等进行网格划分,并应用Fluent流场分析软件分别对气门升程在2mm、4mm、6mm、8mm工作状态下进气道速度场和压力场进行模拟研究,研究该汽油机进气道进气过程中气体流动状况,对进气道进行稳态的流场仿真分析,获得气道内部速度场和压力场的详细分布.并对结果进行定性分析,为气道的设计和改进提供理论依据.     

内燃机进气道流场显示试验研究

采用氢气泡流场显示技术,在水槽中对内燃机进气道内流动进行了试验研究。将若干发泡丝布置在进气道进口,接上电源电解水,在流道内拉出多层流面,利用激光片光源对流场打光,通过高清摄像机记录下流动图像。进气道内流动图像表明:由于进气道方转圆和拐弯不够光滑,导致在进气道下游形成流向涡;此外,在进气道出口附近,气门杆后形成的回流堵塞也较大,这些均不利于进气道流通能力的提高。研究结果表明:氢气泡流场显示技术是一种简单有效的研究内燃机进气道内旋涡流动的新方法。     

具有螺旋进气道的内燃机进气系统三维流场的数值模拟研究

利用三维、可压、粘性和湍流流动模型,采用SIMPLE数值计算方法,对具有螺旋进气道的柴油机进气系统三维流场进行了研究。研究发现,由于进气道斜坡的作用,气流在螺旋气道内部就已形成旋流;螺旋进气道斜坡段产生的气流角动量和缸壁的导流是气流在缸内形成旋流的主要原因;随着气体逐渐远离气阀,缸内小旋涡与主旋流逐步融合。     

数值模拟涡轴发动机燃烧室流场

本文运用贴体坐标系统对涡轴发动机燃烧室流场进行了数值模拟。采用ＴＴＭ的非正交贴体坐标网格来处理燃烧室的曲线壁面边界。并把ＳＴＭＬＥ算法应用用到曲线坐标下求解各守恒方程，紊流粘度是用双方程ｋ－ε模型来估算，紊流燃烧模型采用按简单的化学反应系统假设的Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ－ＥＢＵ模型，采用热流法辐射模型来估算辐射通量和燃烧室壁温及出口温度分布，计算结果令人满意。本文提供计算方法可供新型燃烧室设计方案选择用     

高超声速进气道再入流场特性研究

为揭示超额定工作状态下高超声速进气道的流场特性,针对设计点为飞行高度H=25 km,飞行马赫数Ma=5的二元三波系混压式进气道进行再入流场的数值模拟研究。研究发现:随着再入马赫数增大,两道斜激波不能在唇口处交汇,唇罩内表面分离增大,隔离段上表面的附面层变厚,进气道的总压恢复系数降低。为拓宽进气道在超额定状态下的工作范围,在进气道唇口位置开槽,开槽位置与唇口的距离越远,隔离段下表面的分离包越小;随着槽宽的增大,隔离段上表面附面层厚度先减小后增大,槽宽为2 mm时,附面层厚度减小约71.6%,效果最佳。     

微型发动机的燃烧模型和数值模拟

提出了微型发动机燃烧过程的数学模型，并对采用氢气为燃料的微型涡轮机中环形燃烧室内的燃烧，建立了阿累尼乌斯有限反应速率模型，在考虑对流和辐射传热损失的条件下，采用CFD软件包FLUENT进行了数值模拟。根据所得到的模拟结果分析了影响燃烧的主要因素：结构、燃料、质量流率、H2与空气比和壁面材料，提出了克服尺寸减小对燃烧带来的困难的途径。     

四气门柴油机进气道的三维实体造型及流场数值模拟

本文介绍了四气门柴油机双进气道设计的一种现代方法，即应用反向工程技术实现气道三维造型，并应用CFD软件FIRE对其实现气道一气门一气缸内气体三维数值模拟，计算结果与试验结果吻合较好。对气道内气流流动特性进行评价及对比，得出对于单进气道布置以切向布置最佳，因这样能产生相对大的涡流，双进气道因两气流产生干涉，造成少量的流量损失，但却会增强缸内的涡流。     

发动机有害气体排放的RSM模型

在发动机试验台上,对测量系统进行分析,在此基础上,以发动机转速v和点火提前角θ为因子,以发动机有害气体HC,CO和NO的排放量为试验指标进行了试验研究,建立单因子的二次回归模型,依据响应面理论(RSM),建立了排放指标HC,CO和NO相对于因子v和θ的二次响应面模型,并进行了分析,主要结论:HC在发动机转速为4 000 r/min,点火提前角为4°时的排放量最小;CO在发动机转速为4 000 r/min,点火提前角为16°时的排放量最小;NO在发动机转速为1 000 r/min,点火提前角为4°时的排放量最小。     

蒸汽喷射器内二维流场的数值模拟研究

通过求解二维N-S方程．对以水蒸气为工质的喷射器内复杂的流场进行数值模拟。分析比较了四种不同的湍流模型，Chen-Kim修正的k-ε模型用于数值模拟，分析了工作参数及喷射器结构对喷射器内部的流场及出口激波的形成的影响，得出了喷射器设计的优化方案。     

CFD辅助发动机进气道设计方法研究

在LJ377MV发动机设计中，以其进气道几何模型为基础，借鉴相关机型的气道稳流试验数据，运用计算流体动力学理（CFD）和有关数值计算方法，对4种不同气门升程下的进气道-缸内流场特性进行了计算分析。建立了评价进气道稳流特性的有关计算模型，给出了其进气流量、进气道内气流分布、不同气门升程下缸内流场特性、流量系数和涡流比等参数，为进气道性能优化、评价和再设计提供了方法和依据。     

冷却塔外复杂流场的数值模拟与实验研究

对某能源中心楼顶的冷却塔组、烟囱、通风孔等散热设备及整个楼顶空间的流场与温度场进行了整体数值模拟,探讨了高温烟囱帽引起的排烟方向改变对冷却塔组进风处空气温度场及流场的影响,并进行了实验测试。结果表明,烟囱帽使排烟向下折转,导致冷却塔进风处下部位置空气温度显著升高;较低的烟囱烟气直排时,高温烟气会先抬升一段距离,然后受冷却塔进风处负压区吸引进入冷却塔内。     

进气道稳流试验装置内三维流动特性的数值模拟

使用FLUENT商业软件，采用RNG κ-ε湍流模型，对稳定流动实验条件下，不同进气道角度时切向进气道一气门一气缸内的流场，在两种气门升程下进行了三维数值模拟；分析了气道一气门一气缸内气体的稳态流动特性；总结了不同气道角度、不同气门升程时气道和缸内气体流动的变化规律。随着气门升程的增加，气道角度对缸内涡流的影响增大，并且涡流和滚流相互抑制。     

基于大涡模拟方法的二冲程发动机缸内冷态流场的模拟研究

应用大涡模拟方法对一台二冲程发动机缸内冷态湍流流场进行了三维瞬态数值分析。探索缸内流场的速度、压力及温度的变动情况,并与PIV流场测试结果进行了对比。三维模拟的缸压曲线与试验及一维模拟均吻合较好,但在速度概率密度函数方面与试验存在一定差异。模拟结果表明:本文建立的三维模型能够自然再现缸内冷态流动的随机大尺度涡流情况,模型可靠有效。模拟能够较好地反应火花塞位置附近速度随机波动情况,其结果对于后续研究缸内大尺度涡流对燃烧循环变动的影响机理具有一定的指导意义。     

旋风除尘器内三维流场的数值模拟

文中建立了用于旋风除尘器模拟的计算模型,并数值模拟了旋风除尘器内部的流场运动情况,预测了复杂流场中影响颗粒分离效率的因素,为旋风除尘器流动机制的研究和进一步结构优化设计提供了参考依据.     

不同复合页岩模型内气体竞争吸附特性的分子模拟

构建了高岭石-干酪根IID、蒙脱石-干酪根IID和方解石-干酪根IID三种复合模型,采用巨正则蒙特卡罗方法(GCMC)和分子动力学方法(MD),从分子层面研究了CH4与注采气体(CO2、N2)在复合页岩材料中的吸附情况,分析了不同模型对不同气体的吸附能力.结果 表明:在高岭石-干酪根IID复合模型中三种气体的吸附量为m...     

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.