發(fā)布時(shí)間：2021-08-02 06:55

　　內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)湍流邊界層對(duì)于宏觀流場(chǎng)結(jié)構(gòu)、壁面?zhèn)鳠岷腿紵匦远计鹬陵P(guān)重要的作用,并最終影響內(nèi)燃機(jī)的熱效率和污染物排放。但是由于內(nèi)燃機(jī)壁面氣側(cè)的速度和溫度分布難以獲得,缸內(nèi)非平衡湍流邊界層尚未被充分認(rèn)識(shí)。本研究采用延遲分離渦湍流模型（DDES）開展了缸內(nèi)流動(dòng)傳熱的三維瞬態(tài)數(shù)值模擬研究,著重關(guān)注氣缸頂面附近的瞬態(tài)流動(dòng)特性及傳熱特性,主要研究工作如下:流動(dòng)特性方面,首先分析了近壁平均速度、脈動(dòng)速度的演變規(guī)律,并將無(wú)量綱速度曲線與標(biāo)準(zhǔn)壁面律對(duì)比;其次關(guān)注了滾流運(yùn)動(dòng)對(duì)近壁流動(dòng)空間分布的影響;最后總結(jié)了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及滾流比對(duì)近壁流動(dòng)特性的影響。結(jié)果表明:近壁平均速度演變過(guò)程與進(jìn)氣射流及滾流的發(fā)展、氣門及活塞的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密不可分。近壁不同方向上的雷諾應(yīng)力差異證明了缸內(nèi)近壁湍流的各向異性。近壁無(wú)量綱速度曲線在粘性底層與壁面律符合良好但偏離于對(duì)數(shù)層,壓縮沖程中粘性底層逐漸增厚、無(wú)量綱速度逐漸增加。滾流運(yùn)動(dòng)造成燃燒室內(nèi)不同空間位置處流速及流向不同,甚至?xí)䦟?dǎo)致近壁區(qū)域產(chǎn)生局部回流或漩渦。最后,在相同的溫度及壓力邊界條件下,提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或者進(jìn)氣滾流比都會(huì)使得近壁區(qū)域流速增加。傳熱特性方面,首先分析了近壁平均溫度、... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

湍流邊界層區(qū)間劃分[64]

如圖2-2 所示。該光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)采用了大眾 EA888 直噴汽油機(jī)缸蓋，由于僅研究缸內(nèi)流動(dòng)所以將屋頂型燃燒室內(nèi)的火花塞及噴油器移除并填平改造，光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要幾何參數(shù)如表 2-2 所示。由于發(fā)動(dòng)機(jī)幾何結(jié)構(gòu)完全軸對(duì)稱、兩個(gè)進(jìn)（排）氣門的升程曲線完全相同，為節(jié)約計(jì)算資源，本研究采用幾何體的一半來(lái)計(jì)算。在本文中，0 曲軸轉(zhuǎn)角(CAD)代表進(jìn)氣上止點(diǎn)。

圖 2- 3 下止點(diǎn)時(shí)刻計(jì)算網(wǎng)格設(shè)置 Figure 2-3 Computational mesh setting at BDC 算例設(shè)置 近壁流動(dòng)特性擴(kuò)展到 4 種工況，如表 2-3 所示。怠速工況采用相同的近壁網(wǎng)格設(shè)置；2000rpm 的有所調(diào)整；將進(jìn)氣道內(nèi)翻版關(guān)閉，即產(chǎn)生 800rp運(yùn)轉(zhuǎn)工況均處于大氣壓下的自然吸氣狀態(tài)。 表 2- 3 計(jì)算工況設(shè)置 Table 2-3 Engine operating conditions 轉(zhuǎn)速 滾流比 首層網(wǎng)格高度 近00 rpm 低 0.1 mm 000 rpm 低 0.1 mm 000 rpm 低 0.06 mm 00 rpm 高 0.1 mm

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]柴油機(jī)缸內(nèi)壁面熱邊界層的形成及分析[J]. 李建國(guó),潘克煜,劉明安.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(07)
[2]柴油機(jī)缸內(nèi)近氣缸蓋壁面邊界層預(yù)測(cè)模型的研究[J]. 劉明安,潘克煜,陳碩,馬震.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2001(03)

博士論文
[1]汽油機(jī)缸內(nèi)氣流瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)及近壁流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)與模擬研究[D]. 劉大明.天津大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3317110