發(fā)布時間：2017-11-18 01:26

  本文關(guān)鍵詞：柴油機(jī)螺旋進(jìn)氣道三維流場數(shù)值模擬及其性能研究

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【摘要】：在發(fā)動機(jī)工作過程中,進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)和燃燒室結(jié)構(gòu)是燃燒系統(tǒng)的三個重要組成成分,三者之間的合理匹配不僅有助于保證工質(zhì)燃燒的質(zhì)量,而且可以提高發(fā)動機(jī)的綜合性能。在進(jìn)氣系統(tǒng)中,螺旋進(jìn)氣道扮演著重要的角色,缸內(nèi)充量系數(shù)的大小、氣體的速度和壓力分布以及渦流的形成狀況都受螺旋進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)的直接影響,優(yōu)質(zhì)的氣道能夠明顯的提高發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)保性。因此,研究螺旋進(jìn)氣道的性能并設(shè)計出合適的氣道參數(shù)有助于得到精確的流量系數(shù)和渦流比,這對發(fā)動機(jī)的性能優(yōu)化非常重要。以往的進(jìn)氣道研究大多采用傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計和穩(wěn)流試驗結(jié)合的方法,但是這種方法耗時耗力,成本較高。通過三維仿真軟件對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道進(jìn)行三維數(shù)值模擬的方法時間短,能夠方便快捷的獲取氣道的綜合評價參數(shù)和流動特性。本課題以濰柴6160柴油機(jī)螺旋進(jìn)氣道為研究對象,對其進(jìn)行模擬計算和分析。首先確定進(jìn)氣道數(shù)值模擬計算用到的數(shù)學(xué)模型和理論方法,分析進(jìn)氣道內(nèi)部的三維湍流流動信息,然后通過AVL-Fire軟件和CONVERGETM軟件對螺旋進(jìn)氣道三維幾何模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)模擬計算。在穩(wěn)態(tài)模擬下,得到了不同氣門升程的流量系數(shù)和渦流比,以及氣體流動跡線圖、壓力分布圖、湍動能圖和速度等值線圖等流場特性云圖;在瞬態(tài)模擬下,得到了瞬態(tài)狀況下的渦流比和湍動能(TKE)的數(shù)據(jù)值,并對其變化趨勢作了詳細(xì)分析和介紹。通過對氣體流動特性云圖的分析,找出螺旋進(jìn)氣道中不合理的部位,針對氣道的缺陷,利用三維建模軟件CATIA和Pro/Engineer對原氣道進(jìn)行修改優(yōu)化,再次進(jìn)行數(shù)值模擬計算。結(jié)果表明,改進(jìn)后的進(jìn)氣道,其進(jìn)氣流量系數(shù)和渦流比有所提高,提高程度達(dá)10%～20%,氣道內(nèi)部的流場分布也得到良好的改善,這對提高發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量有參考價值。
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK423

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1198078