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四气门发动机进气道内流动的三维数值模拟
| 论文题名： | 四气门发动机进气道内流动的三维数值模拟 |
| 关键词： | 发动机;进气道;数值模拟;进气流量系数 |
| 摘要： | 进气系统是发动机的重要组成部分，系统内气流的品质和气道设计是否合理，对发动机性能及工作可靠性等都有很大的影响，发动机进气道的结构直接影响缸内新鲜空气充量的大小和吸入空气涡流的强度和程度，从而直接关系到发动机的燃烧完善度、排气的成分以及废气可用能量等。提高进气道的流动性能，可以提高发动机的动力性和经济性，这是降低经济成本的有效方法之一。同时还可以实现部分负荷工况下的稀燃过程，改善排放性能。因此，在发动机的发展中，气道的研制工作占据着非常重要的地位。 目前，国内对发动机进气道的流动特性研究手段主要依靠实验，在实验台上进行大量的实验，既费时又费力，实验方法显得过于陈旧过时，已不能适应现代高性能发动机研制工作的需要，因此，采用多维数值模拟技术是一种有效的研究手段。 数值模拟还处于开发阶段，国内已经有人对具有一个进气道的发动机进行了数值模拟，证明了用数值模拟得到进气道流量系数的可行性。具有两个进气道的发动机的流动特性与单进气道发动机的流动特性存在较大的差异，国内对两个进气道的发动机的进气道进行数值模拟，得出流量系数的报道还未出现。因此，本课题采用标准的k-ε湍流模型，将实验测试数据作为进气道分析的边界条件，对具有两个进气道的四气门JL475发动机的进气道进行了三维稳态的数值模拟计算。 本论文主要包括以下内容： 1.用CAD对JL475发动机的进气道和气缸进行几何建模，然后用GAMBIT对其进行网格划分。 2.根据进气道内的流动特性，建立适当的数学和物理模型，用FLUNT进行数值计算。 3.计算结果的处理与分析。 4.计算结果与实验结果的比较分析。 根据计算结果，得出了在不同气门升程下的流量系数。流量系数表示进气道的通流能力，是空气流量的实际值与理论值之比。流量系数的数值模拟计算结果与实验结果的比较，以及根据模拟结果对流场的分析，证明了所选用的湍流模型和计算方法的正确性，以及用CFD计算代替发动机试验取得进气门流量系数是可行的。数值模拟方法可用来改进实际发动机进气道的设计，从而节省设计时间和减少设计费用，具有重要的学术意义和工程应用价值。 |
| 作者： | 刘家利 |
| 专业： | 热能工程 |
| 导师： | 李隆键 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2003 |
| 正文语种： | 中文 |
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