發(fā)動機進氣系統(tǒng)的CFD分析及實驗研究.pdf

1、發(fā)動機進氣歧管與進氣道是發(fā)動機進氣系統(tǒng)的重要組件之一,其進氣性能的好壞將直接影響發(fā)動機缸內(nèi)可燃混合氣的形成及燃燒火焰的傳播。因此,一臺性能優(yōu)良的發(fā)動機離不開良好的發(fā)動機進氣歧管與進氣道形狀。
　　在傳統(tǒng)的進氣系統(tǒng)的設(shè)計過程中,主要依靠設(shè)計人員經(jīng)驗以及穩(wěn)流實驗,但這種方法周期長、成本高,因此,本文使用CFD的方法對發(fā)動機的進氣系統(tǒng)進行分析,為進氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和改進提供依據(jù)。本文使用新一代流體分析軟件STAR-CCM+對發(fā)動機進氣歧

2、管及進氣道內(nèi)的氣體流動進行了計算。首先,使用90°T形管模型驗證了網(wǎng)格形狀、邊界層的劃分以及模板方向?qū)τ嬎憬Y(jié)果的影響,為仿真計算過程中網(wǎng)格劃分提供依據(jù)。其次,對某兩臺發(fā)動機的進氣歧管分別進行建模計算,分析歧管內(nèi)的流場分布以及壓力損失,并將計算流量與實驗結(jié)果進行對比驗證。最后,對某發(fā)動機螺旋進氣道模型進行了三維模擬,分析缸內(nèi)壓力、速度分布以及湍動能的分布,然后獲取流量、渦流比數(shù)據(jù)與實驗結(jié)果進行對比,驗證CFD模擬計算發(fā)動機進氣道的準(zhǔn)確性。

3、
　　研究結(jié)果表明:在CFD計算過程中,不同的網(wǎng)格形狀、邊界層層數(shù)以及模板方向都會對計算結(jié)果產(chǎn)生影響,采用正六面體網(wǎng)格、邊界層兩層的網(wǎng)格劃分方式能夠較快收斂且有比較高的計算精度;通過對進氣歧管的計算發(fā)現(xiàn),計算結(jié)果能充分反映歧管內(nèi)的流場信息,在入口與穩(wěn)壓腔連接處、穩(wěn)壓腔與支管連接處速度與壓力發(fā)生突變,符合流體力學(xué)的基本理論,將計算流量、壓降等與實驗結(jié)果進行對比,計算與實驗存在一定誤差,主要原因是實驗設(shè)備的誤差及計算模型與實驗?zāi)Ｐ椭g