一种新型缩放喷孔流场数值模拟
发布时间：2021-10-16 07:36
为应对全球石油资源紧缺和严苛的温室气体排放控制法规,提高能效和降低排放成为柴油机发展的重点方向。喷孔作为柴油机的喷油系统的最终执行部件,对油束贯穿距、燃油雾化和油气混合质量有极大影响。喷孔喷出的燃油状态与缸内燃油雾化质量紧密相关,决定了柴油机的经济性、动力性以及排放水平。近年来,喷孔结构成为科研领域的研究重点,尤其是伴随着电火花技工技术以及激光打孔技术的发展,加工复杂孔型的技术和时机已经成熟。因此有必要细致分析柴油机喷油器喷孔结构,深入研究喷孔内部燃油的流动状态以及燃油射流的雾化特征。本文为优化改进16V280ZJ型柴油机喷油器喷孔喷射性能,针对喷口的结构提出一种缩放型喷孔的改进方案,目标是提升单位时间内的喷射流量和改善燃油的雾化质量。通过计算机数值模拟的方法对喷孔流场的三维模型进行计算,得出的结果表明,相较于传统直型喷孔,缩放喷孔的出口流量更大,同时出口拥有更大的气相燃油占比,有利于燃油喷射的初次雾化。本文的研究手段是计算流体力学方法CFD（Computation Fluid Dynamic）。通过FLUENT软件计算喷孔内三维流场模型,采用混合多相流模型和空穴模型,研究喷孔内流场的...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１空穴得四种发展形态??Ｆｉｇ?１．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ??
图２．?１?ＣＲ）工作流程简图??Ｆｉｇ２．１?ＣＦＤ?Ｗｏｒｋ?Ｆｌｏｗ?Ｄｉａｇｒａｍ??１３??
应用较多的网格种类有结构化网格、非结构化网格、混合网格以及重叠网格。这里??着重介绍结构化网格和非结构化网格，本文之后的研宄中会涉及这两种网格。结构化网??格的网格点之间的邻接是有序、规则的，也就是相同的单元。二维的结构化网格由四边??形单元组成，三维的结构化网格由六面体单元组成。比较容易实现区域边界拟合，结构??化网格的优点有精度高、效率高、稳定性高、对内存占用低。缺点是使用范围有限，其??有序性、结构性制约了其适应复杂结构的能力，往往需要投入大量人力进行模型的简化??工作。非结构化网格的网格点之间的邻接是无序的、不规则的，即每个网格区域内的内??点连接网格数不同。二维的非结构化网格由三角形、四边形组成，三维非结构化网格有??四面体、六面体、三棱柱、四棱柱。其最大的优点就是适应范围极广，乎任何复杂结构??都可以划分成非结构化网格，容易处理边界，控制单元大小和节点密度，人力需求也小。??缺点是网格生成随机性较大，网格无方向性，网格密度要求高，计算精度低，稳定性差。??当然非结构化网格在计算上有很多修正方法，比如基于有限体积法离散相中使用二阶迎??风格式。在ＦＬＵＥＮＴ软件中还可以采用混合网格，即网格模型既包含结构化网格也包含??非结构化网格，它的基本思想是充分使用结构化网格，再利用非结构化网格弥补填充复??杂结构。这样做可以保证计算精度，也能提高计算速度，不过需要具体问题具体分析。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]操作参数对拉瓦尔喷管空化强度的影响[J]. 刘文明,孙浩然,刘雪东. 常州大学学报(自然科学版). 2016(05)
[2]风琴管空化喷嘴流场数值模拟[J]. 胡坤,艾志久,付必伟,贾林,彭旭. 科技导报. 2013(21)
[3]影响喷油器总成雾化性能的原因及分析[J]. 黄全印. 内燃机. 2010(01)
[4]缩放型喷嘴产生的空化射流流场数值模拟[J]. 卢义玉,王晓川,康勇,陈宇龙. 中国石油大学学报(自然科学版). 2009(06)
[5]16V280ZJ型柴油机燃油喷射系统改进及模拟仿真研究[J]. 李明海,郑书杰,李昂. 内燃机工程. 2008(03)
[6]柴油机伞喷喷嘴内部流动的数值模拟[J]. 冯圆,帅石金,王志,侯德洋. 车用发动机. 2007(03)
[7]柴油机孔式喷油嘴内空穴流动的模拟分析[J]. 魏明锐,文华,刘会猛,刘永长. 内燃机学报. 2006(06)
[8]柴油机喷嘴喷孔内气液两相湍流场三维数值模拟[J]. 何志霞,袁建平,李德桃,梁凤标. 内燃机工程. 2005(06)
[9]垂直多孔喷嘴内部空穴两相流动的三维数值模拟分析[J]. 何志霞,李德桃,王谦,袁建平,胡林峰. 机械工程学报. 2005(03)
[10]高压油管中燃油压力波传递速度的研究[J]. 殷子嘉. 上海交通大学学报. 1992(01)
本文编号：3439428
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１空穴得四种发展形态??Ｆｉｇ?１．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ??
图２．?１?ＣＲ）工作流程简图??Ｆｉｇ２．１?ＣＦＤ?Ｗｏｒｋ?Ｆｌｏｗ?Ｄｉａｇｒａｍ??１３??
应用较多的网格种类有结构化网格、非结构化网格、混合网格以及重叠网格。这里??着重介绍结构化网格和非结构化网格，本文之后的研宄中会涉及这两种网格。结构化网??格的网格点之间的邻接是有序、规则的，也就是相同的单元。二维的结构化网格由四边??形单元组成，三维的结构化网格由六面体单元组成。比较容易实现区域边界拟合，结构??化网格的优点有精度高、效率高、稳定性高、对内存占用低。缺点是使用范围有限，其??有序性、结构性制约了其适应复杂结构的能力，往往需要投入大量人力进行模型的简化??工作。非结构化网格的网格点之间的邻接是无序的、不规则的，即每个网格区域内的内??点连接网格数不同。二维的非结构化网格由三角形、四边形组成，三维非结构化网格有??四面体、六面体、三棱柱、四棱柱。其最大的优点就是适应范围极广，乎任何复杂结构??都可以划分成非结构化网格，容易处理边界，控制单元大小和节点密度，人力需求也小。??缺点是网格生成随机性较大，网格无方向性，网格密度要求高，计算精度低，稳定性差。??当然非结构化网格在计算上有很多修正方法，比如基于有限体积法离散相中使用二阶迎??风格式。在ＦＬＵＥＮＴ软件中还可以采用混合网格，即网格模型既包含结构化网格也包含??非结构化网格，它的基本思想是充分使用结构化网格，再利用非结构化网格弥补填充复??杂结构。这样做可以保证计算精度，也能提高计算速度，不过需要具体问题具体分析。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]操作参数对拉瓦尔喷管空化强度的影响[J]. 刘文明,孙浩然,刘雪东. 常州大学学报(自然科学版). 2016(05)
[2]风琴管空化喷嘴流场数值模拟[J]. 胡坤,艾志久,付必伟,贾林,彭旭. 科技导报. 2013(21)
[3]影响喷油器总成雾化性能的原因及分析[J]. 黄全印. 内燃机. 2010(01)
[4]缩放型喷嘴产生的空化射流流场数值模拟[J]. 卢义玉,王晓川,康勇,陈宇龙. 中国石油大学学报(自然科学版). 2009(06)
[5]16V280ZJ型柴油机燃油喷射系统改进及模拟仿真研究[J]. 李明海,郑书杰,李昂. 内燃机工程. 2008(03)
[6]柴油机伞喷喷嘴内部流动的数值模拟[J]. 冯圆,帅石金,王志,侯德洋. 车用发动机. 2007(03)
[7]柴油机孔式喷油嘴内空穴流动的模拟分析[J]. 魏明锐,文华,刘会猛,刘永长. 内燃机学报. 2006(06)
[8]柴油机喷嘴喷孔内气液两相湍流场三维数值模拟[J]. 何志霞,袁建平,李德桃,梁凤标. 内燃机工程. 2005(06)
[9]垂直多孔喷嘴内部空穴两相流动的三维数值模拟分析[J]. 何志霞,李德桃,王谦,袁建平,胡林峰. 机械工程学报. 2005(03)
[10]高压油管中燃油压力波传递速度的研究[J]. 殷子嘉. 上海交通大学学报. 1992(01)
本文编号：3439428
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