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。通過模擬計算和優(yōu)化設(shè)計，可以預(yù)測出最佳的設(shè)計方案，大大節(jié)約了發(fā)動機(jī)研發(fā)的時間、財力、物力，縮短研發(fā)周期。數(shù)值模擬和實驗研究一起有力的推動著內(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)值模擬對各部分各階段的研究基本是各自分開或者僅一至兩項合成一起進(jìn)行的。近年來，對內(nèi)燃機(jī)的三維模擬研究涉及到進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，但這些研究都

2、只是基于一個單循環(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際情況，甚至有可能和實際的工作過程相差甚遠(yuǎn)。為此，有必要對內(nèi)燃機(jī)的整個工作過程做完整的多循環(huán)數(shù)三維數(shù)值分析，這對于發(fā)展三維數(shù)值發(fā)動機(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)的三維流動計算的數(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，為在計算機(jī)上進(jìn)行多循環(huán)數(shù)三維工作過程計算提供了重要的途徑。
　　通過對一四氣門缸內(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、壓力場、溫度場、燃油噴射、燃燒混合燃燒過程、湍流動能分布等，并對發(fā)動機(jī)在不同工作過程循環(huán)中的結(jié)果進(jìn)行了對比分析。揭示出了在三維工作過程模