可变滚流GDI发动机气流循环变动的大涡模拟

对一台可变滚流比直喷汽油机(GDI)缸内冷态湍流流场采用大涡模拟方法进行了多周期数值模拟,并通过PIV结果进行试验验证.在此基础上,引入了本征正交分解(POD)方法,基于相关系数(RI)将瞬时流场分解为平均流场、拟序流场及湍流流场,并对不同滚流强度下各分流场的循环变动特性进行了研究.结果表明:滚流翻板关闭将显著提高缸内滚流强度;提升转速及滚流比会使缸内气体质量明显增加,同时使缸内充量循环变动显著降低;流场分解所获得的分流场可分别反映流场不同尺度流动的特性.各分流场所占能比例不同,且随曲轴转角变化,反映出各流场之间能量的相互传递,其中平均流场占能比最高,在70%以上.POD分解所得到的各分流场的时间系数均方差能够量化其循环变动,拟序流场的循环变动要远远大于其他分流场的循环变动,提升发动机转速使循环变动略有降低,但增大滚流比能够明显降低循环变动.