基于CFD的4110型柴油机机体水套仿真设计

发布时间：2023-12-28 19:41

　　为了使柴油机有更优越的性能,需要对柴油机进行强化,而强化会导致一系列严重的后果,优化柴油机水套内冷却水的运动状况对强化后柴油机的工作状况有良好的作用。柴油机机体水套也一直是柴油机研究者特别关注的焦点,但是柴油机机体水套是铸造出来,形状又很复杂,因而很难对实际机体内流体的流动状态进行现场试验和全面监测。随着计算机性能的增强和计算流体力学软件功能的提高,各国研究人员都倾向使用CFD的分析方法来研究内燃机中流体流动系统的工作状态,为设计高性能内燃机提高了新的手段。本文使用三维建模软件CATIA对4110系列柴油机,采用自顶向下复合式建模方法创建了机体的几何模型;采用有限元软件ANSYS ICEM CFD对机体的水套进行了网格划分,利用CFX对柴油机机体水套的冷却系统进行模拟并进行了优化,并将优化结果与柴油机实际运行试验数据进行了比较分析;通过对原柴油机三维数值模拟研究和试验结果的分析,发现了原机的设计缺陷,进而提出改进措施,对改进后的结构再次进行了数值模拟。数值模拟的结果表明,改进后机体水套内液体的流动和散热得到了优化,机体螺栓塔子加强筋处散热加快,使得柴油机各缸的冷却更加均匀,耐久性也得到...

【文章页数】：42 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的意义和应用价值
    1.2 机体冷却水套在国内外的研究情况和水平
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 CFD技术的应用领域
        1.3.1 CFD技术在内燃机的应用
        1.3.2 分析软件CFX简介
    1.4 本文研究的背景及内容
        1.4.1 研究背景
        1.4.2 研究内容
    1.5 论文的技术路线
        1.5.1 论文的技术主线
    1.6 本章小结
第二章 流动问题的仿真模拟
    2.1 研究方法基本问题简介
    2.2 网格生成技术
        2.2.1 网格的分类
    2.3 本章小结
第三章 原型机体模型的建立
    3.1 建模方法介绍
        3.1.1 参数化建模
        3.1.2 变量化建模方式
        3.1.3 非参数化建模
        3.1.4 复合建模
    3.2 利用CATIA建模
        3.2.1 建模思路
        3.2.2 建模步骤
    3.3 本章小结
第四章 柴油机机体水套CFD计算与试验分析
    4.1 CFD分析流程
    4.2 原型柴油机的热力计算
        4.2.1 计算参数的选取
        4.2.2 热力计算
        4.2.3 计算结果
    4.3 简化原三维模型
    4.4 三维模型的网格划分及要求
    4.5 模型的网格划分的步骤
    4.6 计算控制方程和计算的模型设置
    4.7 计算模型材料物性的设置
    4.8 计算模型边界条件的设置
        4.8.1 入口边界设定
        4.8.2 出口边界设定
        4.8.3 壁面边界设定
    4.9 求解及收敛
    4.10 计算结果分析
        4.10.1 冷却水流动分布
        4.10.2 冷却水的模拟分析
    4.11 台架试验测量
        4.11.1 试验目的及内容
        4.11.2 试验设备
        4.11.3 测点布置及试验方案
        4.11.4 试验结果图
        4.11.5 试验分析及拆机检查
    4.12 本章小结
第五章 模拟结果分析及改进设计
    5.1 机体的改进设计
        5.1.1 机体整体改进步骤一
        5.1.2 机体局部改进步骤二
        5.1.3 机体方案进行分析
    5.2 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3876063