本文關(guān)鍵詞：某8缸柴油機(jī)氣缸蓋熱—流—固多場(chǎng)耦合分析

  更多相關(guān)文章： 柴油機(jī) 缸蓋 泠卻水套 多場(chǎng)耦合

【摘要】：當(dāng)前柴油機(jī)的設(shè)計(jì)正向著高強(qiáng)載化不斷邁進(jìn),要求柴油機(jī)輸出更大的功率,但同時(shí)要求體積更小,重量更輕,這就使柴油機(jī)結(jié)構(gòu)承受著更大的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷。對(duì)柴油機(jī)的冷卻性能和強(qiáng)度性能進(jìn)行足夠準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)和控制變得十分重要。相比試驗(yàn)研究,數(shù)值模擬研究因方便、快速、成本低,且經(jīng)過(guò)多年來(lái)的驗(yàn)證,其計(jì)算結(jié)果也較為可靠,已經(jīng)成為柴油機(jī)設(shè)計(jì)的重要手段。本文以某8缸柴油機(jī)整機(jī)水套和單缸水套、缸蓋及缸套為研究對(duì)象,運(yùn)用FLUENT和ANSYS-Workbench,實(shí)現(xiàn)了從流-固耦合到熱-機(jī)械耦合的多場(chǎng)耦合聯(lián)合仿真,并做了改進(jìn)研究。首先運(yùn)用Pro/E對(duì)幾何模型作出必要處理,利用ICEM劃分計(jì)算網(wǎng)格,隨后用FLUENT進(jìn)行了整機(jī)冷卻水套的CFD分析,并將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。研究了進(jìn)水總管末端長(zhǎng)度對(duì)各缸冷卻水流量的影響,發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)進(jìn)水總管末端長(zhǎng)度,可以有效平衡各缸冷卻水流量。然后選取冷卻效果較差的第8缸,利用FLUENT進(jìn)行了單缸水套-缸蓋-缸套的流-固耦合傳熱模擬,之后提出將特定的兩個(gè)上水孔改為切向上水孔。對(duì)比改動(dòng)前、后的冷卻效果,發(fā)現(xiàn)改動(dòng)提高了水套冷卻水平均流速,局部流動(dòng)狀況得到改善,換熱系數(shù)有所提高。最后,將流.固耦合傳熱分析得到的氣缸蓋溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果作為熱載荷導(dǎo)入到Workbench中,結(jié)合燃?xì)獗l(fā)壓力及螺栓預(yù)緊力等機(jī)械載荷,模擬計(jì)算出缸蓋的應(yīng)力場(chǎng),計(jì)算結(jié)果表明,缸蓋應(yīng)力符合強(qiáng)度要求。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 缸蓋 泠卻水套 多場(chǎng)耦合
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK421
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究的背景及意義8-10
• 1.2 柴油機(jī)流-固耦合及多場(chǎng)耦合研究進(jìn)展及趨勢(shì)10-13
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展10-11
• 1.2.2 國(guó)外研究進(jìn)展11-13
• 1.2.3 柴油機(jī)冷卻及強(qiáng)度問(wèn)題數(shù)值模擬研究的趨勢(shì)13
• 1.3 本文的主要工作13-16
• 2 研究依據(jù)的理論基礎(chǔ)及計(jì)算工具16-23
• 2.1 熱傳導(dǎo)基本理論16-17
• 2.2 流-固耦合計(jì)算理論17-20
• 2.2.1 流動(dòng)及傳熱控制方程17-18
• 2.2.2 湍流模型18-19
• 2.2.3 近壁面模型19-20
• 2.3 熱-機(jī)械耦合計(jì)算理論20-21
• 2.4 研究使用軟件簡(jiǎn)介21-23
• 3 整機(jī)冷卻水流動(dòng)CFD模擬及分析23-37
• 3.1 水套幾何模型的建立23-25
• 3.2 冷卻水套的網(wǎng)格劃分25-26
• 3.3 模擬計(jì)算前的相關(guān)設(shè)置26-28
• 3.3.1 冷卻液物性參數(shù)26-27
• 3.3.2 邊界條件及求解方法27-28
• 3.4 數(shù)值模擬結(jié)果及分析28-32
• 3.4.1 水套速度場(chǎng)分析28-30
• 3.4.2 水套壓力場(chǎng)分析30-31
• 3.4.3 有效性驗(yàn)證31-32
• 3.5 進(jìn)水總管末端長(zhǎng)度對(duì)各缸流量影響探究32-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 4 單缸流-固耦合傳熱分析37-63
• 4.1 幾何模型的建立及網(wǎng)格劃分37-42
• 4.2 模型材料的種類和物理性質(zhì)42
• 4.3 邊界條件的確定42-45
• 4.3.1 流體域邊界條件42-43
• 4.3.2 固體域邊界條件43-45
• 4.4 模擬結(jié)果分析45-52
• 4.4.1 缸蓋及缸套溫度場(chǎng)分析45-48
• 4.4.2 單缸水套冷卻特性分析48-52
• 4.5 改進(jìn)方案及分析52-61
• 4.5.1 方案介紹53-54
• 4.5.2 改動(dòng)后水套冷卻特性分析54-60
• 4.5.3 改動(dòng)后缸蓋及缸套溫度場(chǎng)分析60-61
• 4.6 本章小結(jié)61-63
• 5 缸蓋熱-機(jī)械耦合強(qiáng)度分析63-71
• 5.1 計(jì)算模型的建立63-64
• 5.2 載荷施加及邊界條件64-65
• 5.2.1 熱載荷的施加64
• 5.2.2 機(jī)械載荷的施加及邊界條件64-65
• 5.3 結(jié)果分析65-69
• 5.4 缸蓋強(qiáng)度校核69-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 6 總結(jié)與展望71-74
• 6.1 全文工作總結(jié)71-72
• 6.2 工作展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況77-78
• 致謝78-79

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 張小矛;LI Gang;;V型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套改進(jìn)及三維數(shù)值模擬分析[J];車用發(fā)動(dòng)機(jī);2007年01期

2 屈盛官,黃榮華,孫自樹(shù);高強(qiáng)化大功率柴油機(jī)冷卻系水流分布研究[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào);2001年08期

3 陳群,劉巽俊,李駿,李康,陳海娥,強(qiáng)鴻;CA498型車用柴油機(jī)冷卻水套的CFD分析[J];汽車技術(shù);2003年11期

，

本文編號(hào)：745724