本文關(guān)鍵詞：基于流固耦合的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套—缸體傳熱研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著近年來(lái)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，能源危機(jī)的不斷加劇，排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，，人們對(duì)內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、排放性提出了更高的要求，內(nèi)燃機(jī)向著高強(qiáng)度、高性能的方向發(fā)展。各項(xiàng)強(qiáng)化指標(biāo)的提高，使內(nèi)燃機(jī)的熱負(fù)荷加重，熱負(fù)荷的不合理將會(huì)導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生一系列嚴(yán)重后果。冷卻水套的流動(dòng)與傳熱直接影響內(nèi)燃機(jī)的冷卻效率、高溫零件的熱負(fù)荷以及整機(jī)熱量的合理分配。因此，內(nèi)燃機(jī)冷卻水套與高溫零件的傳熱研究在內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中起著重要作用。 本文采用流固耦合的方法，對(duì)某型汽油機(jī)冷卻水套和缸體的傳熱進(jìn)行了研究。文章主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)包括： 本文首先對(duì)冷卻水套進(jìn)行了CFD模擬計(jì)算，通過(guò)分析冷卻液的壓力損失、流場(chǎng)情況、流量分布、換熱系數(shù)分布、溫度梯度與分布情況等來(lái)評(píng)價(jià)冷卻液的流動(dòng)和冷卻特性，結(jié)果表明樣機(jī)水套冷卻均勻性較好，具有較強(qiáng)的冷卻能力。 然后，建立了發(fā)動(dòng)機(jī)一維性能模擬仿真模型，得到了缸內(nèi)燃?xì)獾乃矔r(shí)溫度曲線和壓力曲線，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式，求出了缸孔壁面軸向高度上分段邊界條件。 最后，使用三維建模軟件Pro/E，采用自頂向下參數(shù)化建模思路建立了缸體的幾何模型，在有限元軟件Hypermesh中建立了缸體的有限元模型；利用AVL-Fire的mapping功能，耦合了冷卻水套與缸體的換熱邊界，通過(guò)編寫(xiě)有限元求解程序，計(jì)算了缸體的溫度場(chǎng)分布；將缸體的節(jié)點(diǎn)溫度作為載荷，采用順序耦合計(jì)算方法求解缸體熱應(yīng)力。結(jié)果表明，缸體的熱負(fù)荷滿足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：冷卻水套 缸體 流固耦合 傳熱 CFD分析 溫度場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TK401
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.2 內(nèi)燃機(jī)傳熱分析數(shù)值模擬現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 零部件傳熱數(shù)值模擬現(xiàn)狀13
• 1.2.2 CFD 在內(nèi)燃機(jī)熱負(fù)荷研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 流固耦合傳熱分析研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容及流固耦合流程18-20
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容18
• 1.3.2 流固耦合流程18-20
• 第2章 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)20-32
• 2.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介20-22
• 2.2 流體動(dòng)力學(xué)控制方程22-24
• 2.3 湍流及其數(shù)學(xué)描述24-26
• 2.3.1 湍流數(shù)值模擬方法24-26
• 2.3.2 標(biāo)準(zhǔn) k - ε兩方程模型26
• 2.4 壁面函數(shù)法26-28
• 2.5 控制方程的離散方法28-30
• 2.5.1 有限差分法28-29
• 2.5.2 有限元法29
• 2.5.3 有限體積法29-30
• 2.6 CFD 計(jì)算流程30
• 2.7 本章小結(jié)30-32
• 第3章 冷卻水套的 CFD 計(jì)算分析32-49
• 3.1 樣機(jī)冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)介32-34
• 3.2 冷卻水套幾何模型的建立34-35
• 3.3 冷卻水套 CFD 網(wǎng)格劃分35-37
• 3.4 邊界條件、初始條件及求解參數(shù)的設(shè)置37
• 3.5 計(jì)算結(jié)果與分析37-47
• 3.5.1 流場(chǎng)計(jì)算收斂情況37-38
• 3.5.2 壓力分布38-39
• 3.5.3 速度場(chǎng)分布39-40
• 3.5.4 水套近壁面換熱系數(shù)分布40-41
• 3.5.5 水套近壁面溫度分布41-42
• 3.5.6 詳細(xì)流場(chǎng)分析42-46
• 3.5.7 流量分析46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-49
• 第4章 缸體的溫度場(chǎng)及熱應(yīng)力計(jì)算分析49-70
• 4.1 熱傳導(dǎo)與對(duì)流換熱基礎(chǔ)理論49-52
• 4.1.1 導(dǎo)熱基本定律及微分方程49-51
• 4.1.2 對(duì)流換熱基本理論51-52
• 4.2 幾何模型的建立52-53
• 4.3 有限元模型的建立53-55
• 4.4 熱邊界條件的確定55-64
• 4.4.1 三類換熱邊界條件55-57
• 4.4.2 水套壁面熱邊界條件57-58
• 4.4.3 缸孔壁面邊界條件58-63
• 4.4.4 其他壁面熱邊界條件63-64
• 4.5 缸體材料的熱物性參數(shù)64
• 4.6 溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果分析64-67
• 4.6.1 ABAQUS 軟件簡(jiǎn)介64-65
• 4.6.2 缸體溫度場(chǎng)分析65-66
• 4.6.3 缸孔壁面溫度分析66-67
• 4.6.4 水套壁面溫度分布67
• 4.7 熱應(yīng)力計(jì)算結(jié)果分析67-69
• 4.8 本章小結(jié)69-70
• 總結(jié)與展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 附錄 A：攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄76-78
• 致謝78

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1 空氣;;愛(ài)上數(shù)字12[J];汽車(chē)與駕駛維修(汽車(chē)版);2011年07期

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3 王鑫;勾志彬;鄭思哲;閆世明;;節(jié)能車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提升[J];湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2011年02期

4 葉振楠;張文明;姜勇;;牽引電動(dòng)機(jī)冷卻水套CFD仿真分析[J];煤礦機(jī)械;2011年08期

5 陸榮榮;許濤;喻昆;;某發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套仿真分析[J];內(nèi)燃機(jī);2011年04期

6 力心;;勁道在 靜心享——?jiǎng)怕篷Y震撼上市[J];摩托車(chē)信息;2011年07期

7 北土;;汽車(chē)降溫四忌[J];汽車(chē)與安全;2011年08期

8 聶永濤;;電噴汽車(chē)水溫傳感器及其檢查[J];城市公共交通;2010年04期

9 董越波;耿端陽(yáng);;發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣射流模型研究[J];拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車(chē);2011年03期

10 宋麗華;曹世偉;王學(xué)民;;基于MAGMA的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體模具壓鑄工藝分析[J];模具工業(yè);2011年07期

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1 梁萬(wàn)林;;4125A型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上平面下陷的修理[A];第十一次全國(guó)農(nóng)機(jī)維修學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

2 陳群;強(qiáng)鴻;趙慧超;;CA498柴油機(jī)冷卻水套的CFD分析[A];2006年APC聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

3 黃勇;劉吉水;彭乾峰;陳軍;;五菱汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄造鐵液質(zhì)量控制[A];2008中國(guó)鑄造活動(dòng)周論文集[C];2008年

4 Stuart HAKES;;玻璃全電熔和電助熔窯爐技術(shù)的最新進(jìn)展[A];2007年全國(guó)玻璃窯爐技術(shù)研討交流會(huì)論文匯編[C];2007年

5 趙金玉;趙海鵬;鄧峰;魏作振;;大功率速調(diào)管冷卻水套內(nèi)水蒸氣的影響[A];第八屆真空技術(shù)應(yīng)用學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

6 郭才華;宋瑞卿;;高溫高壓下巖石中縱波速度的測(cè)量[A];第一屆高溫高壓巖石力學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];1986年

7 王建國(guó);;發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)加線的工藝設(shè)計(jì)[A];第十五屆全國(guó)汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

8 張小東;張金生;;SDT冷卻彎頭結(jié)構(gòu)改進(jìn)[A];中國(guó)煙草學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

9 ;北京正興鴻業(yè)公司[A];電子玻璃技術(shù)（2010年第1、2期）[C];2010年

10 黃榮華;王兆文;成曉北;沈捷;鐘玉偉;蘇懷林;周祥軍;;車(chē)用柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化試驗(yàn)及模擬分析[A];2007年APC聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李宏文;紅陽(yáng)廠 聯(lián)手東風(fēng)汽車(chē) 打造民族汽車(chē)品牌[N];中國(guó)航天報(bào);2009年

2 本報(bào)記者 楊紅英;沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)863計(jì)劃課題通過(guò)驗(yàn)收[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2010年

3 本報(bào)記者 桂小純 辛義生;自信與理智[N];山西日?qǐng)?bào);2004年

4 欄目主持 清冰;圖解汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體[N];當(dāng)代汽車(chē)報(bào);2005年

5 本刊記者 李方;生產(chǎn)裝配水平不能縮水[N];中國(guó)消費(fèi)者報(bào);2009年

6 羅春華;汽車(chē)長(zhǎng)翅膀[N];中國(guó)消費(fèi)者報(bào);2001年

7 金碩;古燈漫話[N];吉林日?qǐng)?bào);2006年

8 解季飛;“東風(fēng)汽車(chē)”提升鑄件的產(chǎn)品研發(fā)能力[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2005年

9 本報(bào)記者 阮湘華 通訊員 甘雨青 肖開(kāi)霖;激光：為啥論文多 產(chǎn)業(yè)小[N];科技日?qǐng)?bào);2001年

10 劉月祥;走近福特GLOBAL直4發(fā)動(dòng)機(jī)[N];中國(guó)汽車(chē)報(bào);2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 何東野;發(fā)動(dòng)機(jī)缸體主軸承座裂解加工技術(shù)與裝備研究[D];吉林大學(xué);2009年

2 李佑長(zhǎng);四缸柴油機(jī)缸蓋傳熱研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

3 于歌;發(fā)動(dòng)機(jī)缸體主軸承座裂解加工關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2012年

4 傅松;缸蓋冷卻水套內(nèi)沸騰傳熱特性的研究[D];山東大學(xué);2010年

5 雷基林;高效低污染非道路臥式柴油機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

6 畢玉華;柴油機(jī)缸套力學(xué)特性及變形研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

7 姜俊俠;消失模鑄造泡沫珠粒充填過(guò)程數(shù)值模擬[D];華中科技大學(xué);2008年

8 趙付舟;車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)混合渦輪增壓系統(tǒng)的研究[D];南京理工大學(xué);2010年

9 李華;基于廢氣再循環(huán)策略的均質(zhì)壓燃模式試驗(yàn)與仿真研究[D];吉林大學(xué);2012年

10 張志勇;存儲(chǔ)式活塞穩(wěn)態(tài)溫度測(cè)量裝置的研究[D];華中科技大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李斌;基于流固耦合的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套—缸體傳熱研究[D];湖南大學(xué);2012年

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

3 任超超;發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套及缸蓋傳熱的CFD分析[D];太原理工大學(xué);2011年

4 王建東;某發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的研究[D];南京理工大學(xué);2008年

5 武亞嬌;轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套穩(wěn)態(tài)流動(dòng)傳熱仿真研究[D];浙江大學(xué);2010年

6 張偉;發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套流場(chǎng)的分析與仿真研究[D];太原理工大學(xué);2010年

7 劉毅斌;汽油機(jī)冷卻水套性能數(shù)值模擬與優(yōu)化研究[D];湖南大學(xué);2010年

8 馬仁聽(tīng);多缸柴油機(jī)冷卻水套流場(chǎng)的CFD分析[D];大連交通大學(xué);2010年

9 段紅旭;發(fā)動(dòng)機(jī)缸體結(jié)合面孔組在線檢測(cè)視覺(jué)圖像定位方法研究[D];天津大學(xué);2012年

10 梁曉瑜;增壓中冷柴油機(jī)冷卻水套內(nèi)流場(chǎng)的CFD分析[D];昆明理工大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：基于流固耦合的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套—缸體傳熱研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：362029