柴油機螺旋進氣道三維流場數(shù)值模擬及其性能研究.pdf

1、在發(fā)動機工作過程中，進氣系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)和燃燒室結(jié)構(gòu)是燃燒系統(tǒng)的三個重要組成成分，三者之間的合理匹配不僅有助于保證工質(zhì)燃燒的質(zhì)量，而且可以提高發(fā)動機的綜合性能。在進氣系統(tǒng)中,螺旋進氣道扮演著重要的角色，缸內(nèi)充量系數(shù)的大小、氣體的速度和壓力分布以及渦流的形成狀況都受螺旋進氣道結(jié)構(gòu)的直接影響，優(yōu)質(zhì)的氣道能夠明顯的提高發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性以及環(huán)保性。因此，研究螺旋進氣道的性能并設(shè)計出合適的氣道參數(shù)有助于得到精確的流量系數(shù)和渦流比，這對發(fā)動

2、機的性能優(yōu)化非常重要。以往的進氣道研究大多采用傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計和穩(wěn)流試驗結(jié)合的方法，但是這種方法耗時耗力，成本較高。通過三維仿真軟件對發(fā)動機進氣道進行三維數(shù)值模擬的方法時間短，能夠方便快捷的獲取氣道的綜合評價參數(shù)和流動特性。
　　本課題以濰柴6160柴油機螺旋進氣道為研究對象，對其進行模擬計算和分析。首先確定進氣道數(shù)值模擬計算用到的數(shù)學(xué)模型和理論方法，分析進氣道內(nèi)部的三維湍流流動信息，然后通過AVL-Fire軟件和CONVERGET

3、M軟件對螺旋進氣道三維幾何模型進行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)模擬計算。在穩(wěn)態(tài)模擬下，得到了不同氣門升程的流量系數(shù)和渦流比，以及氣體流動跡線圖、壓力分布圖、湍動能圖和速度等值線圖等流場特性云圖；在瞬態(tài)模擬下，得到了瞬態(tài)狀況下的渦流比和湍動能（TKE）的數(shù)據(jù)值，并對其變化趨勢作了詳細分析和介紹。通過對氣體流動特性云圖的分析，找出螺旋進氣道中不合理的部位，針對氣道的缺陷，利用三維建模軟件CATIA和Pro/Engineer對原氣道進行修改優(yōu)化，再次進行數(shù)值模