四氣門發(fā)動機進氣道內(nèi)流動的三維數(shù)值模擬.pdf

1、進氣系統(tǒng)是發(fā)動機的重要組成部分，系統(tǒng)內(nèi)氣流的品質(zhì)和氣道設(shè)計是否合理，對發(fā)動機性能及工作可靠性等都有很大的影響，發(fā)動機進氣道的結(jié)構(gòu)直接影響缸內(nèi)新鮮空氣充量的大小和吸入空氣渦流的強度和程度，從而直接關(guān)系到發(fā)動機的燃燒完善度、排氣的成分以及廢氣可用能量等。提高進氣道的流動性能，可以提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性，這是降低經(jīng)濟成本的有效方法之一。同時還可以實現(xiàn)部分負荷工況下的稀燃過程，改善排放性能。因此，在發(fā)動機的發(fā)展中，氣道的研制工作占據(jù)著非常重

2、要的地位。 目前，國內(nèi)對發(fā)動機進氣道的流動特性研究手段主要依靠實驗，在實驗臺上進行大量的實驗，既費時又費力，實驗方法顯得過于陳舊過時，已不能適應(yīng)現(xiàn)代高性能發(fā)動機研制工作的需要，因此，采用多維數(shù)值模擬技術(shù)是一種有效的研究手段。 數(shù)值模擬還處于開發(fā)階段，國內(nèi)已經(jīng)有人對具有一個進氣道的發(fā)動機進行了數(shù)值模擬，證明了用數(shù)值模擬得到進氣道流量系數(shù)的可行性。具有兩個進氣道的發(fā)動機的流動特性與單進氣道發(fā)動機的流動特性存在較大的差異，國內(nèi)

3、對兩個進氣道的發(fā)動機的進氣道進行數(shù)值模擬，得出流量系數(shù)的報道還未出現(xiàn)。因此，本課題采用標準的k-ε湍流模型，將實驗測試數(shù)據(jù)作為進氣道分析的邊界條件，對具有兩個進氣道的四氣門JL475發(fā)動機的進氣道進行了三維穩(wěn)態(tài)的數(shù)值模擬計算。 本論文主要包括以下內(nèi)容： 1.用CAD對JL475發(fā)動機的進氣道和氣缸進行幾何建模，然后用GAMBIT對其進行網(wǎng)格劃分。 2.根據(jù)進氣道內(nèi)的流動特性，建立適當?shù)臄?shù)學(xué)和物理模型，用FLUNT

4、進行數(shù)值計算。 3.計算結(jié)果的處理與分析。 4.計算結(jié)果與實驗結(jié)果的比較分析。 根據(jù)計算結(jié)果，得出了在不同氣門升程下的流量系數(shù)。流量系數(shù)表示進氣道的通流能力，是空氣流量的實際值與理論值之比。流量系數(shù)的數(shù)值模擬計算結(jié)果與實驗結(jié)果的比較，以及根據(jù)模擬結(jié)果對流場的分析，證明了所選用的湍流模型和計算方法的正確性，以及用CFD計算代替發(fā)動機試驗取得進氣門流量系數(shù)是可行的。數(shù)值模擬方法可用來改進實際發(fā)動機進氣道的設(shè)計，從而節(jié)