船用柴油機進氣道流動特性的三維瞬態(tài)分析.pdf

1、氣缸內的氣體流動是實現(xiàn)高效、低污染柴油機的關鍵之一，而柴油機缸內氣流的流動狀況很大程度上受到進氣道的影響。進氣道作為柴油機的重要組成部分，影響著缸內混合氣的形成及燃燒過程，從而間接地影響著柴油機的動力性、經(jīng)濟性和排放性。為此，本文以W(a)rtsl(a)4L20船用四沖程增壓柴油機為研究對象，對進氣道的流動特性進行了三維瞬態(tài)模擬分析。
　　首先，采用液態(tài)硅膠鑄模法獲得目標柴油機的進氣道模型，并把經(jīng)3D掃描后得到的點云數(shù)據(jù)導入至CA

2、TIA軟件中進行逆向曲面重建，獲得完整的計算區(qū)域幾何模型。在對模型進行初始網(wǎng)格劃分的基礎上，根據(jù)柴油機的實際工作狀況進行動網(wǎng)格劃分，利用AVL BOOST軟件搭建一維整機仿真模型，經(jīng)試驗驗證后，獲得進氣道瞬態(tài)模擬所需的初始條件和邊界條件。
　　然后，對柴油機進氣道的進氣過程進行三維瞬態(tài)數(shù)值模擬計算，研究氣體流動隨曲軸轉角的變化規(guī)律和渦流演變歷程，并引入渦流比、滾流比、平均湍動能、湍流耗散率、質量流量和進氣量作為宏觀評價指標，進一步

3、定量地分析流場變量隨曲軸轉角的變化趨勢。對比相關文獻后得出，本文的模擬結果符合發(fā)動機瞬態(tài)仿真的客觀規(guī)律，具備一定的準確性。
　　最后，探究柴油機進氣道主要結構參數(shù)對流動特性影響規(guī)律。單獨改變進氣道的螺旋室高度和氣閥錐角，進行瞬態(tài)數(shù)值模擬，以上述進氣道宏觀參數(shù)為評價指標，研究螺旋室高度和氣閥錐角的變化對進氣道流動特性的影響規(guī)律。仿真結果表明:渦流比和滾流比隨螺旋室高度的增加而減小;平均湍動能和湍流耗散率隨螺旋室高度的增加而增大;質量