用多重网格法研究内燃机的进气过程

文中论述了用多重网格法研究多缸内燃机进气管内气流运动的瞬态过程。利用非线性方程全近似格式的多重风格法并结合特征线法对管内的汽流运动进行了数值计算,直观地描述了多缸内燃机各管段内气体流动的瞬态过程,并分析了转速、管道长度和管径等参数对进气特性的影响。     

多缸柴油机冷起动过程的模型研究

为了研究多缸柴油机冷起动瞬态过程的特点和影响因素，在原有的包括准维燃烧模型的单缸直喷式柴油机冷起动过程预测模型基础上，分析多缸机冷起动过程特点，建立了多缸直喷式柴油机冷起动过程的瞬态模型，在详细分析多缸柴油机冷起动特点的基础上，介绍了冷起动模型的主要构成和计算公式．     

基于FEM及KIVA的内燃机耦合部件传热建模

为了更为准确地对内燃机耦合部件三维燃烧过程进行模拟,开发了一种内燃机燃烧室耦合部件三维传热有限元法（FEM）计算程序.建立了内燃机气-固传热模型;通过将该模型应用于KIVA程序,可获取用于有限元计算的燃烧室壁面的三维瞬态燃气温度分布及对流换热系数分布.以汽油机LJ377MV为例,计算了内燃机耦合部件的稳态温度场及瞬态温度场,结果表明：壁面附近瞬态温度边界条件的不均匀性对内燃机耦合部件稳态温度分布及瞬态温度波动有着重要影响.     

汽化器式内燃机燃烧室内工质的运动

本文研究了汽化器式内燃机燃烧室内气流的速度分布。由于活塞的往复运动、气流流动状况是曲轴转角的函数,本文在具体的边界条件下运用有限积分变换解气流运动的偏微分方程,获得以特殊函数为基础的解析解。以苏联轿车“莫斯科人”为例上机求得气流速度场分布。     

波动压力下汽油机缸内流场的瞬态数值模拟

在试验的基础上运用瞬态数值模拟方法,以四气门汽油机进气过程为例,对均值压力边界和瞬态波动压力边界下的进气过程进行了模拟计算及比较,结果表明进气压力波动对缸内的宏观气流运动影响较大,加强了缸内滚流运动强度的波动.而对缸内宏观热物性参量的影响较小,这些参量在压力波动的过程中没有出现大幅波动.     

柴油机缸内流场的三维瞬态数值模拟

利用AVL Fire软件对3105柴油机的进气、压缩过程进行了三维瞬态数值模拟,得到了两种形状燃烧室详细的流场结构。在进气冲程和压缩冲程初期,燃烧室对缸内气流运动影响不大。在压缩上止点附近,燃烧室形状对缸内气流运动有重要影响：A型燃烧室（直口‘1）形）内挤流速度明显低于B型燃烧室（带有凸台的微缩口形）,说明减小燃烧室开口直径能有效的增强挤流;A型燃烧室在压缩终了形成了两对不对称的挤流涡团,B型燃烧室形成了几乎对称的两对挤流涡团,可见中间凸台对气流有良好的导向作用。     

地铁车站内流动特性的数值模拟

应用计算流体力学(CFD)方法对地铁列车的进站、出站过程进行了瞬态模拟,得到了不同工况下地铁车站内的气流场分布,分析了列车的运行对车站内流场的影响,并讨论了活塞效应在车站自然通风中的作用.模拟结果表明,列车运行形成的活塞风对车站内的气流组织影响显著,同时也起到了通风换气的作用.站端设置活塞风井能够有效加强车站的自然通风,并降低站内的气流速度.     

薄平板气动导数的数值计算

用基于一般曲线坐标系和交错网格的差分法求解原始变量二维不可压粘性流体的Ｎ－Ｓ方程,计算了宽高比为２２．５、两端圆滑的薄平板的气动导数．将薄平板当作刚性物体,首先分别计算物体做竖向强迫振动和扭转强迫振动的气动力,雷诺数取为１０５,物体运动和气流的耦合作用用动网格法考虑,Ｎ－Ｓ方程用二阶投影法和多重网格法求解．然后用最小二乘法确定Ｓｉｍｉｕ和Ｓｃａｎｌａｎ给出的气动力表达式中的８个气动导数．绝大部分气动导数的计算结果和Ｔｈｅｏｄｏｒｓｅｎ的理论值及实验值都十分吻合     

固体吸附制冷系统发生器温度场数值模拟

以内燃机排气－固体吸附制冷系统为背景，建立了固体吸附制冷系统发生器瞬态温度场数值计算模型，并讨论模型中涉及的部分物性参数。通过实验验证，该模型能较好地模拟发生器内瞬态温度场。     

Mortar型旋转Q1元的瀑布型多重网格方法

展现了mortar型旋转Q1元的瀑布型多重网格方法.证明了采用共轭梯度作为光滑子的瀑布型多重网格法是最优的,而采用其它传统迭代作光滑子的瀑布型多重网格法是拟最优的.并通过数值试验验证了我们的理论结果.     

柴油机缸内传热和气流运动实验方法研究

提出了在强迫对流换热条件下，根据实测壁面瞬时温度，计算对流换热气体流动特性，并进行了实验验证．在此基础上，介绍了用快速响应温度传感器测试倒拖运行单缸风冷柴油机缸盖火力面局部瞬时温度以及缸内对流换热气流特征速度的研究结果．     

用虚拟多管模型研究填料塔气液逆流停留时间分布

对填料塔中的气液逆流过程,用虚拟气液固圆柱体建立了多管流动模型,得到了充分发展段和进口过渡段的速度分布和一定管长下的液相停留时间分布,进而求得液相平均停留时间和持液量的表达式及模型参数,并用实验进行了验证。该模型反映了气液逆流过程本质,简化了过程,适用于液相层流的情况。     

小型二冲程汽油机排气动力过程的计算机模拟

根据非定常气体流动理论,建立了二冲程汽油机排气动力过程的数学模型,并用特征线法对其进行了模拟计算,压力波的数值解析结果与实测结果比较吻合,表明所用模型和计算方法正确,可用于指导设计二冲程汽油机的排气动力效应系统.     

内燃机排气噪声谱的模拟研究

内燃机缸内换气过程的气体动力分析与进排气管的气体流动模拟,对于改进进排气管的设计、改善充气性能具有重要的作用。本文将这一研究扩展到了排气噪声分析以便在分析进排气管与充气性能的同时,能有效预测通过排气尾管辐射的噪声。应用一维不定常、非等熵特征线法,并结合声学理论,计算并预测了四缸四冲程汽油机在不同转速下、带有不同排气系统时的压力波曲线与排气噪声谱。通过与实测对比,认为结果满意。这一工作将作为消声器模拟研究的基础。本文还对此领域国外的研究工作进行了简要综述,以明确进一步工作之方向。     

多相流流型识别技术与系统开发

基于油气水多相流混合物在管道内流动时的多传感器信号－－压力和压差信号，建立特定流型的识别规则，采用学习矢量量化模式分类器作为未知流型的分类器，根据数据融合的技术思路获得了油气水多相流的流型在线识别技术。通过系统集成的手段，利用微处理装置研制出了流型识别系统。该识别技术具有置信度高、容错性好、性能稳定、降低了对单个传感器的性能要求等优点。该识别系统结构简单、无运动部件、不改变管道的截面结构，可以处理非快速变化的瞬态流动，测量误差小于10％，并具有连续工作、定时打印、信号输出等功能。     

地层蓄热效应对输气管道数值模拟精度的影响

采用一维非等温天然气流动模型对高压天然气输送管线中的快瞬变流动进行数值模拟,研究地层蓄热效应对高压天然气快瞬变管流数值模拟精度的影响.从工程实际角度对质量、动量和能量守恒方程的基本变量进行等价变换,建立天然气管流与外界地层之间一维轴对称的非稳态传热模型,以BWRS状态方程为基础,采用特征线法对天然气管流的快瞬变过程数学...     

弹性/黏弹性混合管道瞬变流参数校核方法

为探究弹性管道与粘弹性管道串联混合连接的管道系统瞬变流压力波动的影响规律,设计并搭建了弹性/粘弹性串联混合管道系统瞬变流实验台,分别是镀锌钢管、镀锌钢管与聚丙烯（polypropylene,简称PPR）管混合管和镀锌钢管与聚乙烯（polyethylene,简称PE）管混合管。在不同初始流量情况下,分别对三种管道系统进行了瞬变流实验,基于实验数据,对粘弹性管道瞬变流模型结合一维拟稳态摩阻模型的参数进行校核,并提出了混合管道瞬变流参数校核方法。结果表明：使用粘弹性管道替换部分弹性管道会使得瞬变流压力波峰值衰减幅度下降,钢管/PPR混合管道相比钢管/PE混合管道具有更大的下降幅度。改变初始流量不会引起压力波相位发生改变,其对粘弹性效应产生的影响可以忽略不计。此外,应用一维拟稳态摩阻模型可以较准确地模拟混合管道瞬变流的压力波动过程,本文所提出的混合管道瞬变流参数校核方法可简便且准确地校核混合管道瞬变流参数,为工程中混合管道瞬变流的数值计算提供参考依据。     

废气入射管道参数对缸内EGR分层的影响

为了在某款摩托车汽油机缸内实现废气再循环 (exhaust gas recirculation,EGR)分层以减少泵气损失,降低NO_x排放,将原有的进气旁通系统改造为EGR系统,使用GT-POWER模型求解出3 000 r/min、60 mg进气量工况下废气入射管道以及进排气道的边界条件和初始条件,并将这些条件导入发动机的CONVERGE模型中进行计算,通过对比不同废气入射管径、不同安装角度、不同安装距离条件下的缸内流动特性、缸内速度场以及缸内废气质量分数分布,确定了最佳废气入射管道参数。结果表明：在3 000 r/min、60 mg进气量工况下,当废气入射管径为5 mm,入射角度为17.5°,安装距离为22 mm时,气缸内能实现EGR分层。     

大功率中速柴油机进排气噪声控制技术应用

基于对大功率中速柴油机进,排气声的频谱特性以及消声系统气流阻力的分析,文中了一套消声量大,阻损小的消声装置,其进气消声量为５６ｄＢ（Ａ）,进气阻力为１９６Ｐａ;排气消声量为２８ｄＢ（Ａ）,排气阻力为５８８Ｐａ。应用结果表明,该装置既有效地控制了噪声,又保证了柴油机的动力性能,达到了保护环境的目的。