柴油机冷却系统一维与三维联合仿真

发布时间：2017-05-18 08:09

  本文关键词：柴油机冷却系统一维与三维联合仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：柴油机是一种复杂的动力机械。作为柴油机的重要组成部分,冷却系统关系到柴油机的热应力、热变形和磨损等问题。结构设计合理的冷却系统,不仅可以提高柴油机的可靠性和耐久性,而且可以提高柴油机的动力性、经济性和排放性。对于缸数较多的柴油机,冷却系统结构非常复杂,运用CFD三维数值模拟仿真的计算量较大,收敛时间长,对计算机的硬件要求很高,不易实现。故本文采用一维与三维联合仿真的方法对冷却系统进行模拟计算分析。 首先运用Pro/Engineer软件对某16缸V型且各缸冷却系统独立分布的机车用柴油机的冷却水套进行三维建模。然后利用GT-COOL软件对柴油机冷却过程进行整体一维仿真,得到冷却系统各个管路和机体的流量、温度和压力等数据。再将一维仿真的结果作为边界条件,采用ANSYS CFX软件对冷却效果最差的第8缸进行冷却水三维仿真,得到此缸冷却水的内部流场、温度场和压力场。结果表明,排气管冷却水套两侧棱角处温度过高,存在流动死区。最后,根据流动死区的成因,提出了一种冷却水套的优化策略。 本文将联合仿真的结果进行了试验校验,并将单缸三维仿真与三维绝热仿真的结果进行了对比分析。本仿真实例表明,对于缸数较多的柴油机,联合仿真可用于工程计算,能满足精度要求,可作为CFD三维仿真方法的一个补充。
【关键词】：柴油机 冷却系统 联合仿真
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK422
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 柴油机冷却系统研究现状9-13
• 1.2.1 试验方法9
• 1.2.2 数值模拟仿真9-13
• 1.3 本文研究的目的和内容13-15
• 2 冷却系统数值模拟理论基础15-28
• 2.1 冷却水数值模拟的解决方案15-16
• 2.2 冷却过程的控制方程16-18
• 2.2.1 连续方程17
• 2.2.2 动量方程17
• 2.2.3 能量方程17
• 2.2.4 紊流方程17-18
• 2.3 离散方程的建立和求解方法18-23
• 2.3.1 离散方程的建立18-20
• 2.3.2 离散方程的求解20-23
• 2.4 主要软件介绍23-28
• 2.4.1 GT-COOL介绍23-25
• 2.4.2 AYSYS CFX介绍25-28
• 3 某16缸柴油机冷却系统的联合仿真28-42
• 3.1 冷却系统简介28-30
• 3.2 一维仿真30-34
• 3.2.1 建立GT-COOL模型31-32
• 3.2.2 设置GT-COOL模型参数32-33
• 3.2.3 GT-COOL模型的仿真及后处理33-34
• 3.3 三维仿真34-42
• 3.3.1 几何造型35-37
• 3.3.2 网格的划分37-40
• 3.3.3 设置边界条件40-41
• 3.3.4 三维仿真求解41-42
• 4 冷却系统仿真的结果分析、优化设计和试验校验42-55
• 4.1 一维仿真的结果分析和试验校验42-46
• 4.1.1 一维仿真的结果分析42-46
• 4.1.2 一维仿真结果的试验校验46
• 4.2 三维仿真的结果分析46-52
• 4.2.1 单缸冷却水流场分析46-48
• 4.2.2 单缸冷却水温度场分析48-51
• 4.2.3 单缸冷却水压力场分析51-52
• 4.3 冷却水套的优化设计52-54
• 4.4 三维仿真结果的对比分析54-55
• 5 结论与展望55-57
• 5.1 结论55-56
• 5.2 展望56-57
• 参考文献57-59
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况59-60
• 致谢60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：375502