汽油機多循環(huán)數(shù)三維工作過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、在內燃機的開發(fā)與設計過程中，內燃機工作過程數(shù)值模擬已經成為非常重要且十分有效的輔助手段。通過模擬計算和優(yōu)化設計，可以預測出最佳的設計方案，大大節(jié)約了發(fā)動機研發(fā)的時間、財力、物力，縮短研發(fā)周期。數(shù)值模擬和實驗研究一起有力的推動著內燃機的研究與發(fā)展。
　　在以往的研究中，內燃機工作過程數(shù)值模擬對各部分各階段的研究基本是各自分開或者僅一至兩項合成一起進行的。近年來，對內燃機的三維模擬研究涉及到進氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，但這些研究都

2、只是基于一個單循環(huán)的工作。由于內燃機工作過程三維數(shù)值模擬中初始條件及邊界條件的復雜性，這些方法不能完全反映實際情況，甚至有可能和實際的工作過程相差甚遠。為此，有必要對內燃機的整個工作過程做完整的多循環(huán)數(shù)三維數(shù)值分析，這對于發(fā)展三維數(shù)值發(fā)動機技術的研究具有重要的意義。
　　本文發(fā)展了一種直噴式汽油機多循環(huán)數(shù)三維工作過程模型，建立了發(fā)動機從進氣道-進氣門-缸內-排氣門-排氣道系統(tǒng)的三維流動計算的數(shù)學模型，完善了燃油噴霧混合模型，給出了

3、燃油燃燒的化學反應機理，以及多維模擬的著火和燃燒模型。提出了多循環(huán)數(shù)三維工作過程的收斂準則、初始條件和邊界條件及其處理方法，為在計算機上進行多循環(huán)數(shù)三維工作過程計算提供了重要的途徑。
　　通過對一四氣門缸內直噴式汽油機多循環(huán)數(shù)的三維工作過程計算研究，詳細地描述了汽油機多循環(huán)數(shù)三維工作過程中的流場、壓力場、溫度場、燃油噴射、燃燒混合燃燒過程、湍流動能分布等，并對發(fā)動機在不同工作過程循環(huán)中的結果進行了對比分析。揭示出了在三維工作過程模