螺旋气道结构参数对内燃机流场的影响

为了提高具有螺旋进气道的内燃机的进气通流能力，利用三维、可压、粘性、湍流流动模型，采用求解压力耦合方程的半隐算法(SIMPLE)，对其流场进行了研究，并分析了气道倾斜角、气道位置等进气系统参数对流场特性的影响．通过研究发现：由于螺旋气道结构的复杂性，结构参数对具有螺旋进气道的进气系统的影响十分复杂；气道倾斜角、气道位置对缸内流动的影响是双向的．另外，螺旋气道的总压力损失主要发生在气道部分．经实验验证，该模型和方法是正确的．     

柴油机螺旋进气道的三维造型设计

螺旋进气道的设计是个难点，使用传统的方法很难对其进行准确的描述，也难以对气道流动特性进行精确研究．通过确定螺旋进气道的主要设计参数，进行螺旋进气道的计算机三维造型设计，可以实现螺旋气道的精确造型、以气缸直径102mm的直喷式柴油机的螺旋进气道为例，使用Pro／E对其进行了三维造型设计，并将三维模型载入Fluent中进行仿真计算，得到的计算值与试验值基本一致．结果表明：计算机构造的三维模型能很好地模拟螺旋气道，这为研究螺旋气道提供了新的方法．     

可变进气涡流系统气道入口流速的PIV测量

为了研究双进气道柴油机缸内涡流的调节原理及性能,在稳流气道试验台上测试了一种带涡流调节阀的新型气道组合的流通能力与调节涡流的性能.用PIV系统对各个工况下气道入口的流场进行测量,通过PIV系统输出的二维流场信息估算气道进气质量流量的变化及分配情况,同时利用AVL-FIRE对整个实验系统进行了CFD分析.结果表明,柴油机双进气道通过涡流控制阀调节直气道的进气质量流量及流速,引起总的质量流量的变化,进而改变了缸内涡流的大小.     

可变进气涡流系统气道入口流速的PIV测量

为了研究双进气道柴油机缸内涡流的调节原理及性能,在稳流气道试验台上测试了一种带涡流调节阀的新型气道组合的流通能力与调节涡流的性能.用PIV系统对各个工况下气道入口的流场进行测量,通过PIV系统输出的二维流场信息估算气道进气质量流量的变化及分配情况,同时利用AVL-FIRE对整个实验系统进行了CFD分析.结果表明,柴油机双进气道通过涡流控制阀调节直气道的进气质量流量及流速,引起总的质量流量的变化,进而改变了缸内涡流的大小.     

XN295柴油机进气道模拟计算分析

利用CFD(computational Fluid Dynamics)软件对XN295直喷式柴油机的螺旋进气道的流场以及压力场进行模拟计算和分析.应用高雷诺数к-ε模型封闭雷诺方程,计算过程中,采用压力修正中的SIMPLE算法.数值模拟可以在较短的时间内获得关于流动的详细信息,从而降低了新产品开发和试验周期,为进一步分析气道内流场及各种参数提供可靠依据.     

柴油机四气门进气道的计算机辅助设计

进气道是缸盖结构中非常重要的部件，因此进气道的设计是柴油机设计中一项关键技术，本文就气道设计的过程及需要注意的技术问题展开讨论，并且对各类造型曲面进行了比较．并据此设计开发了某四气门柴油机进气道的模型．结果比较满意。     

切向/螺旋进气道稳流实验与数值仿真

为了研究内燃机进气道及缸内的流动规律,并验证数值仿真在内燃机中流动的可行性,对典型的内燃机切向/螺旋组合进气系统的三维流场进行了稳流实验,并用商业软件Fluent数值仿真了实验条件下进气道及缸内流场.由文中给出的算法计算的涡流比及流量系数与实验结果具有较好的一致性.通过仿真流场分析发现,随着气流逐渐远离气缸盖,垂直于气缸轴向的截面上速度分布越规整,越易形成单一方向的旋涡.研究结果表明,数值仿真可以较准确地得到直观的进气道和缸内流场,补充了稳流实验.     

汽车发动机进气道流场三维数值解析与优化

为了改进EQ4BTAA增压空空中冷柴油机性能,对发动机的高涡流进气道内流场进行了三维数值模拟,得到了不同气门升程下详细的流场结构。气道性能评价参数(流量系数和气流转矩)的计算结果与稳流试验台的试验结果吻合较好。通过流场分析,找到了气道不合理的部位,并应用CAD/CAM/CFD集成的方法对气道进行了优化。优化后气道流量提高了14%,涡流比降低了12%,改进的气道与发动机匹配后,该柴油机的排放已达欧 标准。     

内燃机排气净化器流场均匀性的研究

内燃机排气净化器内的流场均匀性对净化器的使用性能及使用寿命具有非常重要的影响.文章利用CFD软件对内燃机排气净化器内的流场进行了计算;在此基础上,研究分析了净化器内流场分布均匀性的影响因素;通过研究,获得了排气流速和净化器结构参数对净化器内流场分布均匀性的影响规律.研究结果可以为内燃机排气净化器结构的合理设计提供依据.     

内燃机进气道流通能力与综合性能评价参数的研究

本文包括如下三部分：（ｌ）评述了气道稳定流动的各种试验方法。（２）在试 验和理论分析基础上，提出了表达内燃机进气道流通能力的参数──内燃机通流能力 （μσ）Ｅ，它能把稳流试验与内燃机实测结果联系起来．且能满意地定量表达内燃机气 道的流通能力．（３）从理论上提出评价进气道综合性能的参数──综合性能指标 Ｘ；Ｘ值从能量转换效率观点，包含了进气道的流通能力参数和进气旋流参数．Ｘ可 用来比较评价各种气道．     

柴油机进气道性能优化回归分析

综述了柴油机进气道性能参数的表达方法；通过工程实例回归分析，研究了用哪种自变量表达进气道性能参数与发动机的性能指标关系最密切。进气道综合性能系数可作为直喷式柴油机进气道性能优化的控制参数。     

发动机进气门流场数值模拟及其阻尼特性分析

用任意拉格朗日-欧拉（ALE）计算方法对发动机进气门附近的气体流动进行数值模拟研究;针对两种典型结构的进气门,在对气体流动进行数值模拟及阻尼特性进行分析的基础上,分别给出局部阻力因数与气门开度及初始条件的关系曲线,计算结果表明：圆角气门对流动有整流作用,并使气流阻力变小;而直角气门产生的涡流较强,能量损失大;故直角气门的局部损失因数较圆角气门的局部损失因数大得多,计算结果与传统设计基本吻合,从而为发动机进气道及气门的气动设计提供了新方法。     

四气门柴油机进气道流通特性的研究

每缸采用四气门的发动机能进一步降低排放,提高发动机的动力性和经济性本文介绍了直喷式柴油机的四气门进气系统,分析了该系统在充气效率和燃烧方面的特点文中作者进行了螺旋气道与不同流通面积的切向气道的组合试验讨论了四气门进气系统进气道的流通特性及进气道不同进口流通面积对进气流量和涡流动量的影响研究结果表明采用四气门进气系统,进气流通面积增加３９％;另外,切向气道和螺旋气道的进气流量直接影响着缸内涡流的形成,最佳的涡流效果和切向气道与螺旋气道的流量之比密切相关本文为四气门高速直喷式柴油机的进气系统设计提供了依据     

基于FLUENT的柴油机排气歧管内流场的数值模拟

建立了柴油机排气歧管的计算流体动力学(CFD)模型,应用Fluent软件分析各歧管分别排气时,排气管内的流动特性,通过计算各支管流量的均匀性以及流场的流通性来衡量排气歧管设计的好坏.数值模拟结果表明各支管分别排气时的进、出口质量流量较为均匀,流场中的气体流动基本顺畅,没有明显的旋涡存在,但一些区域动压较大.为减少能量损失,对排气歧管进行了结构改进,改进后的流场数值模拟结果表明动压较大区域有明显改善,流速分布更有利于排气.因此,通过CFD技术研究歧管结构形状对流场的影响,能够为优化排气歧管的结构设计,减小流动阻力,改善排气效果提供理论依据.     

双进气道柴油机可调涡流进气道匹配规律

研究双进气道柴油机进气道的涡流比和流量系数对进气涡流调节规律的影响.在稳流气道实验台上,对两种典型的双进气道柴油机的切向气道、螺旋气道的进气流动特性和进气涡流调节特性进行试验,采用横挡板遮挡切向气道入口方式调节进气涡流.试验结果表明,在一定范围内,涡流比和流量系数之间存在线性折中关系.通过数学公式的推导和分析可知:在对柴油机的两个进气道进行匹配时,如果要拥有良好的进气涡流可调性,被调进气道流量系数应取较大值,涡流比应取较小值,不调节进气道的涡流比应取较大值.     

多缸柴油机冷却水腔流动不均匀性的仿真研究

以多缸柴油机的冷却水腔为研究对象,使用Fluent软件对直列3、4、5、6缸柴油机冷却系统的流场进行仿真.结果表明:对于冷却水套进出水口在曲轴同一端的直列柴油机,从距离入口最近的缸到远离入口的最后一缸,各缸水套间通道压力逐渐降低,各缸缸盖进口和出口压力逐渐增加,各缸缸盖的流量逐渐降低.在相同入口流量条件下,随着发动机气缸数增加,总进口和总出口的压差逐渐降低,整个冷却水套的流动阻力减小,各缸缸盖进出口压差的平均值逐渐减小,发动机各缸盖中最大流量和最小流量之间的差值增加,发动机各缸缸盖流量的不均匀度大幅度增加.      

轿车柴油机用EGR冷却器内部温度场分析

针对某型轿车用柴油发动机EGR冷却器,建立了冷却水通道和废气通道两种计算模型,运用CFD数值模拟方法分析了EGR冷却器内部温度场的分布。研究结果表明,冷却水入口结构、废气通道内翅片均对温度场分布产生了不同程度的影响,从而影响EGR冷却器的传热效率。     

Integrated modeling of nitrogen oxides formation in diesel engines

To account for the effects of both chemistry and flow turbulence, the present study proposes an integrated NO sub-model that combines the extended Zel'dovich mechanism and engine CFD computations to simulate the NO histories in a diesel engine. NOx sub-model parameters and pollutant formation mechanisms can be more easily investigated by solving the NOx sub-model. The new NO formation model incorporating the effects of both chemical kinetics and turbulent mixing was applied to simulate a diesel engine with a quiescent combustion chamber, and one with a re-entrant combustion chamber; the premise of the model being the reaction rate is mainly determined by a kinetic timescale and a turbulent timescale. The results indicate that the predicted NO formulation from the new model agrees well with the measured data. As the utilization of fossil fuels continues to increase, the control of NOx emissions is a worldwide concern; and it is imperative to understand fully the NOx reaction processes in combustion systems. This technology has the potential to enhance the application of various combustion techniques used to reduce NOx emissions from practical combustion systems.     

基于CFD的气流式皮清机内部流场

利用基于CFD(computational fluid dynamics)的数值分析方式,对进口风速、排杂槽口宽度等参数改变引起的气流式皮清机内部速度场和压力场变化进行了仿真分析.采用速度矢量分析了进口风速的影响:进口风速为15 m/s时最佳,风速过低或者过高都易于引起堵塞;采用了压力云图及压力分布分析了排杂槽口宽度的影响:排杂槽口宽度为20 mm,进口风速为15 m/s时无向外排风现象,且向内补风风速最低,清杂及落棉的综合效果最佳.数值分析结果与试验验证结果相同,表明用CFD数值分析的方式可以为气流式皮清机的运行参数调节提供优化分析.     

独头掘进巷道排柴油机尾气通风参数的数值模拟优化研究

为了分析地下无轨独头掘进巷道内柴油机尾气的迁移规律,以衢州某地下工程大断面独头掘进巷道为对象。采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法模拟了压入式通风方式以及不同柴油机负荷率情况下,巷道内柴油尾气浓度随风筒出口距掘进面距离和安装高度的关系。获得的结论为:在两种柴油机负荷率下,压入式的风筒距工作面的距离为13~15 m,距地面3 m时,排柴油机尾气效果最好;固定风筒距地面高度3 m,随着风筒距工作面的距离增加,在独头掘进巷道内柴油机尾气平均质量浓度先减少后增加。