TBD234V12柴油机排气系统流场的三维数值模拟

发布时间：2017-05-26 13:00

  本文关键词：TBD234V12柴油机排气系统流场的三维数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本文建立了TBD234V12型柴油机采用两台增压器常规增压和相继增压的计算模型，进行了工作过程计算。进排气系统采用一维非定常流动模型，用有限体积法离散偏微分控制方程；缸内采用零维模型，采用三韦伯曲线叠加来模拟放热规律。常规增压时的计算结果与试验数据进行对比，吻合良好，证明了计算模型、程序和所选参数的正确性，说明采用相关模型进行相继增压计算具有一定的参考价值。对该机进行相继增压模拟计算后，通过对常规增压和相继基本性能参数的比较，结果表明，该型机采用相继增压后，其低工况性能得到了明显的改善。 排气系统对内燃机的性能有重要的影响，有必要对其进行全面研究。本文应用三维数值模拟的方法，采用κ-ε湍流模型和SIMPLE算法，以CFD模拟计算为核心，，以FLUENT为软件工作平台所建立的模型，对常规增压排气管道和改造相继增压后的排气管道内的三维稳定流动特性进行了研究，分别对脉冲增压时排气管的B1缸支管、B2缸支管、B6缸支管排气和相继增压时B6缸支管排气进行了三维流场的初步计算和分析。计算结果清晰的表明了排气管道的结构型线对流动的影响，为管道系统的设计、改进及优化提供了依据，取得了与相关文献相近的效果，为今后的进一步研究打下了基础。
【关键词】：柴油机 相继增压 排气系统 CFD 三维数值模拟
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK421
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 前言10-11
• 1.2 相继增压系统研究的发展状况11-13
• 1.3 内燃机进排气流动研究的发展和现状13-15
• 1.4 内燃机工作过程的数值模拟15-16
• 1.5 内燃机数值计算数学模型16-18
• 1.6 本文所做的工作18-20
• 第2章 TBD234V12柴油机计算模型20-34
• 2.1 TBD234V12柴油机简介20-22
• 2.2 TBD234V12柴油机主要结构参数和性能参数22-23
• 2.3 缸内工作过程计算模型23-27
• 2.3.1 数学模块的划分24-25
• 2.3.2 气缸内的热力过程基本微分方程25-27
• 2.4 缸内过程计算的边界条件27-33
• 2.4.1 燃烧放热率规律27-29
• 2.4.2 气缸周壁的传热规律29-31
• 2.4.3 进排气阀流量的计算31-32
• 2.4.4 气缸瞬时工作容积的确定32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 进排气系统中气体流动过程的数学描述34-41
• 3.1 进排气管系内气体流动过程的数学模型34-36
• 3.2 涡轮增压器的数学模型36-40
• 3.2.1 涡轮增压器的平衡条件36-37
• 3.2.2 压气机特性参数的计算37-38
• 3.2.3 涡轮特性参数的计算38-40
• 3.3 中间冷却器的数学模型40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 TBD234V12柴油机工作过程计算与分析41-62
• 4.1 TBD234V12柴油机相继增压的改造41-42
• 4.2 GT-Power仿真模型的建立42-49
• 4.2.1 特性图的拟合和计算参数的调试43-45
• 4.2.2 计算程序框图45-48
• 4.2.3 脉冲增压与相继增压仿真模型的建立48-49
• 4.3 脉冲增压仿真结果及分析49-55
• 4.3.1 脉冲增压性能参数49-52
• 4.3.2 脉冲增压排气管压力波52-55
• 4.4 相继增压仿真结果及分析55-61
• 4.4.1 相继增压性能参数55-58
• 4.4.2 相继增压排气管压力波58-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第5章 排气管道的三维数值模拟62-91
• 5.1 应用商用CFD软件进行数值研究的合理性63-64
• 5.1.1 概述63
• 5.1.2 FLUENT商用软件的特点63-64
• 5.2 排气管道的几何模型64-67
• 5.2.1 脉冲增压排气管道的几何模型65-66
• 5.2.2 相继增压排气管道的几何模型66-67
• 5.3 排气管道的数学模型67-71
• 5.3.1 控制方程组68-69
• 5.3.2 湍流方程69-70
• 5.3.3 控制方程的通用形式70-71
• 5.4 控制方程的离散及求解方法71-73
• 5.4.1 控制方程离散的方法71
• 5.4.2 控制方程的求解71-73
• 5.5 计算网格的划分73-77
• 5.6 计算过程77
• 5.7 脉冲增压排气管道三维流场计算结果及分析77-86
• 5.7.1 边界条件和初始条件78-79
• 5.7.2 B1缸排气结果及分析79-81
• 5.7.3 B2缸排气结果及分析81-83
• 5.7.4 B6缸排气结果及分析83-86
• 5.8 相继增压排气管道三维流场计算结果及分析86-90
• 5.8.1 边界条件和初始条件86-87
• 5.8.2 B6缸排气结果及分析87-89
• 5.8.3 脉冲增压与相继增压结果对比89-90
• 5.9 本章小结90-91
• 结论91-93
• 参考文献93-97
• 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果97-98
• 致谢98

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