汽油機(jī)多循環(huán)數(shù)三維工作過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、在內(nèi)燃機(jī)的開發(fā)與設(shè)計(jì)過程中，內(nèi)燃機(jī)工作過程數(shù)值模擬已經(jīng)成為非常重要且十分有效的輔助手段。通過模擬計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以預(yù)測(cè)出最佳的設(shè)計(jì)方案，大大節(jié)約了發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)的時(shí)間、財(cái)力、物力，縮短研發(fā)周期。數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究一起有力的推動(dòng)著內(nèi)燃機(jī)的研究與發(fā)展。
　　在以往的研究中，內(nèi)燃機(jī)工作過程數(shù)值模擬對(duì)各部分各階段的研究基本是各自分開或者僅一至兩項(xiàng)合成一起進(jìn)行的。近年來，對(duì)內(nèi)燃機(jī)的三維模擬研究涉及到進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程，但這些研究都

2、只是基于一個(gè)單循環(huán)的工作。由于內(nèi)燃機(jī)工作過程三維數(shù)值模擬中初始條件及邊界條件的復(fù)雜性，這些方法不能完全反映實(shí)際情況，甚至有可能和實(shí)際的工作過程相差甚遠(yuǎn)。為此，有必要對(duì)內(nèi)燃機(jī)的整個(gè)工作過程做完整的多循環(huán)數(shù)三維數(shù)值分析，這對(duì)于發(fā)展三維數(shù)值發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的研究具有重要的意義。
　　本文發(fā)展了一種直噴式汽油機(jī)多循環(huán)數(shù)三維工作過程模型，建立了發(fā)動(dòng)機(jī)從進(jìn)氣道-進(jìn)氣門-缸內(nèi)-排氣門-排氣道系統(tǒng)的三維流動(dòng)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，完善了燃油噴霧混合模型，給出了

3、燃油燃燒的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，以及多維模擬的著火和燃燒模型。提出了多循環(huán)數(shù)三維工作過程的收斂準(zhǔn)則、初始條件和邊界條件及其處理方法，為在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行多循環(huán)數(shù)三維工作過程計(jì)算提供了重要的途徑。
　　通過對(duì)一四氣門缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)多循環(huán)數(shù)的三維工作過程計(jì)算研究，詳細(xì)地描述了汽油機(jī)多循環(huán)數(shù)三維工作過程中的流場(chǎng)、壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、燃油噴射、燃燒混合燃燒過程、湍流動(dòng)能分布等，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工作過程循環(huán)中的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。揭示出了在三維工作過程模