K157发动机进气过程CFD数值模拟计算

发布时间：2017-05-14 16:09

  本文关键词：K157发动机进气过程CFD数值模拟计算，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 汽油机进气道-气缸内部的气体瞬时流动状态十分复杂,目前,对其中一些气体的流动规律在本质上还没有清楚的认识,但是,进气过程中进入汽油机气缸内的空气量及其涡流强度对汽油机的性能和排放有着重要的影响。 CFD三维数值模拟是研究汽油机进气过程气体流动状态的重要手段,根据其计算方法和计算机技术可以获取常规研究方法无法得到的大量参数信息,因此,本课题想通过CFD的特性对汽油机内部的流场进行研究。 本文以中国轻骑集团的K157FM摩托车发动机为研究对象,对其进气过程中进气道-气缸内气体流动特性进行CFD三维数值计算。得到不同曲轴转角的速度、压力、湍动能场的分布情况。为以后相关结构的改进和设计再制造提供参考和理论指导。 首先对研究的问题建立数学模型并应用法国达索公司的CATIA三维软件对流体区域进行造型,然后通过GAMBIT前处理器对建立的模型进行处理并进行CFD计算网格的划分然后输出合理的网格文件,最后在CFD流体软件FLUENT中导入网格文件和进行相关技术参数的设定,利用该软件的动态网格技术对气门和活塞的运动规律进行设置和定义,最终完成要研究问题的计算。 对计算结果进行后处理得到形象、直观的图形使数据的内在意义得以充分体现,并对压力场、速度场、湍动能场的分布规律进行理论分析。从而为产品的设计和改进提供了理论依据,在学术和工程上具有重要的实用价值。
【关键词】：汽油机 计算流体力学 CFD模拟计算 网格文件 动网格
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TK411
【目录】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 概述12-15
• 1.1.1 发动机进气道-气缸内气体流动CFD数值模拟的必要性12-13
• 1.1.2 CFD进气道-气缸内气体流动三维数值模拟中的应用13
• 1.1.3 CFD及其通用软件的发展概况13-15
• 1.2 国内外发动机进气过程CFD数值模拟研究状况15-18
• 1.2.1 国外研究状况16
• 1.2.2 国内研究状况16-18
• 1.3 课题研究的意义及主要内容18-20
• 1.3.1 课题研究的意义18
• 1.3.2 课题研究的主要内容18-20
• 第二章 进气道-气缸内气体流动CFD模拟方法20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 CFD求解过程20-21
• 2.3 气体流动控制方程21-23
• 2.3.1 质量守恒方程21-22
• 2.3.2 动量守恒方程22-23
• 2.3.3 能量守恒方程23
• 2.3.4 补充方程23
• 2.4 湍流的控制方程23-26
• 2.5 CFD数值计算方法26-30
• 2.5.1 离散时所使用的网格27
• 2.5.2 常用的离散方法27-28
• 2.5.3 常用的离散格式28-30
• 2.6 边界条件30-32
• 2.7 本章小节32-34
• 第三章 进气道-气缸物理模型的建立和网格的划分34-54
• 3.1 引言34-35
• 3.2 物理模型的建立35-36
• 3.3 GAMBIT的前期处理36-38
• 3.4 网格的划分38-48
• 3.4.1 结构网格生成技术38-39
• 3.4.2 非结构网格生成技术39-42
• 3.4.3 边界层网格42
• 3.4.4 计算机辅助划分网格42-48
• 3.5 各域网格的运动特性48-53
• 3.6 本章小节53-54
• 第四章 进气过程三维瞬态数值模拟分析54-78
• 4.1 引言54
• 4.2 FLUENT计算过程54-56
• 4.3 进气道-气缸内矢量场流场分析56-66
• 4.3.1 速度场分析56-66
• 4.4 进气道—气缸内标量流场的分析66-75
• 4.4.1 压力场分析66-69
• 4.4.2 湍动能场分析69-75
• 4.5 缸内气体质量变化曲线75-76
• 4.6 本章小节76-78
• 第五章 实验验证及本文总结78-82
• 5.1 试验目的及试验仪器78
• 5.2 试验方案设计78-79
• 5.3 试验结果和计算结果对比79-81
• 5.4 本章小节81-82
• 总结及展望82-84
• 本文总结82-83
• 今后工作展望83-84
• 参考文献84-90
• 致谢90-92
• 附录1 作者在攻读硕士期间发表的论文92-93
• 附录2 进气凸轮上升段理论计算升程与实际升程对照表93-94
• 学位论文评阅及答辩情况表94

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 侯元静;增压柴油机双进气道流动特性的三维数值模拟研究[D];北京交通大学;2011年

2 王海良;气道喷射式汽油机混合气形成过程三维数值模拟[D];武汉理工大学;2011年

3 陈海燕;大型飞机清水系统仿真计算[D];南京航空航天大学;2010年

4 卞海忠;某雷达天线风载扰动效应数值模拟研究[D];南京理工大学;2012年

5 沈颖奇;天翼Ⅰ型地效飞行器DXF100发动机的燃烧数值模拟分析[D];南京理工大学;2012年

6 田光明;基于电磁驱动气门的发动机进气系统CFD分析[D];南京理工大学;2012年

7 陈海兰;基于现代排放法规的LPG公交车用发动机排放特性研究[D];华南理工大学;2010年

8 周斌;车用柴油机进气道的CFD研究[D];西华大学;2010年

9 王鑫鑫;柴油机螺旋进气道流动特性影响因素研究[D];昆明理工大学;2012年

10 胡纯良;纵向隧道通风方式的优化研究[D];南京师范大学;2013年

  本文关键词：K157发动机进气过程CFD数值模拟计算，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：365613