本文關(guān)鍵詞：發(fā)動機(jī)氣缸蓋內(nèi)復(fù)雜流動與傳熱的仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 氣缸蓋作為發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零部件,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在發(fā)動機(jī)工作過程中承受較高的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷。在某些設(shè)計不當(dāng)或冷卻不充分的地方容易造成局部過熱,在高低頻熱沖擊的作用下很容易產(chǎn)生裂紋而造成氣缸蓋的失效,影響發(fā)動機(jī)的強(qiáng)度和可靠性。因此,快速、高效地設(shè)計良好的氣缸蓋及其冷卻水腔結(jié)構(gòu)對于發(fā)動機(jī)的熱負(fù)荷評價有著相當(dāng)重要的意義。 本文以某型待開發(fā)的汽油發(fā)動機(jī)氣缸蓋及其冷卻水腔為研究對象,通過分析發(fā)動機(jī)受熱零部件的傳熱過程,結(jié)合冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及冷卻液的流動特點(diǎn),建立了發(fā)動機(jī)氣缸蓋內(nèi)復(fù)雜流動與傳熱仿真計算的物理模型,并選定了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。 在確定氣缸蓋及其冷卻水腔計算模型的基礎(chǔ)上,通過對計算模型進(jìn)行網(wǎng)格獨(dú)立性計算,確定了既能滿足計算精度又能充分利用現(xiàn)有計算機(jī)資源的網(wǎng)格尺寸,并對流、熱耦合計算模型進(jìn)行了合理的網(wǎng)格劃分。對氣缸蓋及其冷卻水腔流、熱耦合計算的流動及傳熱邊界條件進(jìn)行了系統(tǒng)、詳細(xì)地論述,通過計算對比確定了氣缸蓋底面熱邊界條件的最佳施加方式。 總結(jié)了氣缸蓋的設(shè)計評價原則。通過對經(jīng)驗設(shè)計的氣缸蓋及其冷卻水腔在發(fā)動機(jī)最大熱負(fù)荷工況下的流、熱耦合計算結(jié)果進(jìn)行評價,找出結(jié)構(gòu)中存在的不足,并有針對性地提出三種改型設(shè)計方案。通過對改型方案模型計算并與原方案進(jìn)行比較,確定出滿足冷卻要求的最佳設(shè)計方案。并在該方案模型的基礎(chǔ)上,對影響氣缸蓋內(nèi)復(fù)雜流動與傳熱性能的因素進(jìn)行了分析,為氣缸蓋及其冷卻水腔的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計提供改進(jìn)思路。
【關(guān)鍵詞】：汽油機(jī) 氣缸蓋 冷卻水腔 直接流、熱耦合 仿真
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TK401
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.1.1 研究背景11-13
• 1.1.2 研究意義13
• 1.2 發(fā)動機(jī)氣缸蓋內(nèi)復(fù)雜流動與傳熱的仿真研究概況13-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 發(fā)動機(jī)燃燒室零部件整體耦合傳熱仿真難點(diǎn)分析16-17
• 1.3 研究方法及研究內(nèi)容17-19
• 1.3.1 研究方法17-18
• 1.3.2 研究內(nèi)容18-19
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)19-21
• 2 氣缸蓋內(nèi)復(fù)雜流動與傳熱的數(shù)學(xué)模型21-34
• 2.1 物理模型21-22
• 2.2 數(shù)學(xué)模型22-31
• 2.2.1 流體運(yùn)動的控制方程22-24
• 2.2.2 湍流模型及壁面函數(shù)法24-30
• 2.2.3 本文所采用的數(shù)學(xué)模型30-31
• 2.3 數(shù)值計算方法31-32
• 2.4 CFX軟件介紹32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3 幾何模型及網(wǎng)格劃分34-49
• 3.1 幾何模型的建立與簡化34-37
• 3.1.1 幾何模型的建立34-36
• 3.1.2 幾何模型的簡化36-37
• 3.2 計算網(wǎng)格的劃分37-42
• 3.2.1 網(wǎng)格生成技術(shù)37-38
• 3.2.2 計算模型網(wǎng)格劃分38-42
• 3.3 單值性條件42-48
• 3.3.1 初始條件42-43
• 3.3.2 邊界條件43-48
• 3.3.2.1 流動邊界條件43-44
• 3.3.2.2 傳熱邊界條件44-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 4 氣缸蓋內(nèi)復(fù)雜流動與傳熱仿真計算及分析49-72
• 4.1 計算參數(shù)的確定49-55
• 4.1.1 以平均燃?xì)鉁囟茸鳛槿紵冶砻姝h(huán)境溫度50-51
• 4.1.2 以等效燃?xì)鉁囟茸鳛槿紵冶砻姝h(huán)境溫度51-52
• 4.1.3 以循環(huán)瞬時燃?xì)鉁囟茸鳛槿紵冶砻姝h(huán)境溫度52-54
• 4.1.4 燃燒室表面環(huán)境溫度施加方式的確定54-55
• 4.2 氣缸蓋及其冷卻水腔的流場和溫度場計算結(jié)果及分析55-61
• 4.2.1 氣缸蓋的設(shè)計評價原則55-57
• 4.2.2 速度場分析57-58
• 4.2.3 溫度場分布及換熱分析58-60
• 4.2.4 壓力損失分析60-61
• 4.3 氣缸蓋及其內(nèi)部冷卻水腔結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的不足及改進(jìn)61-71
• 4.3.1 氣缸蓋及其內(nèi)部冷卻水腔結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的不足61-62
• 4.3.2 氣缸蓋及其內(nèi)部冷卻水腔結(jié)構(gòu)改進(jìn)62-63
• 4.3.3 改型方案模型與原方案模型計算結(jié)果對比63-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 5 氣缸蓋內(nèi)流動與傳熱性能的影響因素分析72-93
• 5.1 環(huán)境參數(shù)的影響72-78
• 5.1.1 外界環(huán)境溫度的影響72-74
• 5.1.2 空氣流動速度的影響74-76
• 5.1.3 飛行高度的影響76-78
• 5.1.4 小結(jié)78
• 5.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響78-81
• 5.3 流動參數(shù)的影響81-91
• 5.3.1 冷卻液入口速度的影響82-85
• 5.3.2 冷卻液入口溫度的影響85-88
• 5.3.3 冷卻水腔表面粗糙度的影響88-91
• 5.4 本章小結(jié)91-93
• 6 研究結(jié)論及今后工作展望93-96
• 6.1 全文研究工作總結(jié)93-94
• 6.2 今后工作展望94-96
• 參考文獻(xiàn)96-99
• 作者簡歷99-101
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集101

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 高嵐;CNG發(fā)動機(jī)典型零部件強(qiáng)度計算與疲勞可靠性分析[D];大連理工大學(xué);2009年

2 孫紅飛;發(fā)動機(jī)缸蓋冷卻水道流場及冷卻特性的分析研究[D];北京交通大學(xué);2010年

3 陳志娥;冷卻水套結(jié)構(gòu)對臥式柴油機(jī)冷卻水流動特性影響研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

4 常超;基于熱—機(jī)耦合的發(fā)動機(jī)缸蓋承載分析[D];北京交通大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：發(fā)動機(jī)氣缸蓋內(nèi)復(fù)雜流動與傳熱的仿真研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：309902