資源描述：
《課設(shè)：基于進(jìn)氣道設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、基于AVLFIRE發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道設(shè)計(jì)綜述宋寶恒熱工111班摘要：利用仿真軟件FIRE建立某柴油機(jī)進(jìn)氣道的三維模型，對(duì)進(jìn)氣流動(dòng)進(jìn)行CFD模擬計(jì)算，再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真模型的準(zhǔn)確性，對(duì)比試驗(yàn)與計(jì)算結(jié)果，兩者吻合良好。結(jié)果表明，CFD設(shè)計(jì)在柴油機(jī)進(jìn)氣道設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和性能評(píng)價(jià)中具有實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；FIRE；CFD；進(jìn)氣道0.引言進(jìn)氣道是柴油機(jī)重要零部件之一，它的幾何形狀對(duì)提高柴油機(jī)的充氣效率、改善燃燒性能和降低排放指標(biāo)具有十分重要的影響。傳統(tǒng)進(jìn)氣道設(shè)計(jì)主要采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和反復(fù)試驗(yàn)相結(jié)合，氣道形狀須經(jīng)多次修正。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的
2、迅速發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量和計(jì)算速度的提高以及CAD技術(shù)的逐步完善，計(jì)算流體力學(xué)CFD已經(jīng)成為目前解決三維流動(dòng)問(wèn)題尤其是設(shè)計(jì)進(jìn)氣道的重要手段。本文主要是對(duì)利用仿真軟件FIRE建立柴油機(jī)進(jìn)氣道的三維仿真模型，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)值模擬計(jì)算的一篇綜述，仿真計(jì)算后的結(jié)果經(jīng)修正和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，結(jié)果表明，CFD技術(shù)的應(yīng)用有益于克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)的盲目性和局限性，省時(shí)，成本低，具有理論指導(dǎo)意義，為柴油機(jī)的性能優(yōu)化提供了新途徑。1.幾何模型建立利用CAD或者PROE構(gòu)建所需進(jìn)氣道模型，如王志等人的《基于CAD/CAM/CFD的發(fā)動(dòng)機(jī)氣道研究》一文
3、中，利用氣道CAD造型，完成集氣腔造型、氣道曲面造型、合并氣道型芯設(shè)計(jì)。2.計(jì)算模型的建立為了獲得新設(shè)計(jì)氣道的渦流比和流通系數(shù)，且使計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果具有可比性，應(yīng)在試驗(yàn)臺(tái)條件下建立模型。在穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)上，模擬氣缸的長(zhǎng)度一般取為2.5D。將三維氣道幾何模型輸入FIRE軟件中，建立氣道內(nèi)氣體流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出氣道內(nèi)的三維流動(dòng)，分析流動(dòng)特性，提供給缸內(nèi)研究。3.網(wǎng)格的劃分應(yīng)用FIRE的FAME技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分處理，網(wǎng)格類型包括四面體和六面體的混合型。CFD流場(chǎng)計(jì)算的時(shí)間和網(wǎng)格數(shù)有密切關(guān)系，在王瑜芳、袁兆成的《柴油機(jī)進(jìn)氣道流場(chǎng)
4、模擬及參數(shù)變動(dòng)研究》一文中，為了保證其模擬計(jì)算精度及氣道的螺旋斷、氣門(mén)座、氣門(mén)及氣門(mén)喉口出網(wǎng)格進(jìn)行了加密，總網(wǎng)格數(shù)約為45萬(wàn)。4.邊界條件設(shè)定1)固定壁面邊界一般均為絕熱的、無(wú)滑移的，邊界層采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)，壁面溫度邊界設(shè)為定溫293.15K。2)進(jìn)出口邊界設(shè)定進(jìn)出口邊界取定壓力差，一般進(jìn)口去大氣壓力Pa。5.試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果對(duì)比結(jié)合FIRE軟件要求，判別計(jì)算結(jié)果是否收斂主要依據(jù)以下幾點(diǎn)：1.計(jì)算區(qū)域入口和出口的質(zhì)量流量應(yīng)該相等；2.計(jì)算區(qū)域中任意一點(diǎn)的殘余質(zhì)量應(yīng)該小于設(shè)定的收斂精度，或者沒(méi)有達(dá)到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，但在某一較小值
5、附近波動(dòng)（這時(shí)人為只有數(shù)值波動(dòng)）；3.計(jì)算區(qū)域中任意點(diǎn)的物理量應(yīng)該趨于某一定值。試驗(yàn)過(guò)程中所測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度受實(shí)驗(yàn)設(shè)備的影響，不可避免出現(xiàn)誤差。將計(jì)算結(jié)果，即得到的進(jìn)氣道流量系數(shù)和渦流比和試驗(yàn)值對(duì)比，會(huì)發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值吻合較好。表明利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)能夠使設(shè)計(jì)工作變得方便快捷，是現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展方向。6.結(jié)論a)傳統(tǒng)的試驗(yàn)是評(píng)價(jià)氣道性質(zhì)的重要方法之一，但其耗資大，周期長(zhǎng)，數(shù)據(jù)精度受試驗(yàn)臺(tái)設(shè)備條件和人為操作影響大，且只能獲得幾個(gè)綜合數(shù)據(jù)；b)用CFD技術(shù)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道，獲得的流量系數(shù)及渦流比，與實(shí)際實(shí)驗(yàn)得出結(jié)
6、果有很好的吻合，說(shuō)明此模擬具有很高的精確性和參考價(jià)值，體現(xiàn)了CFD技術(shù)在進(jìn)氣道設(shè)計(jì)中的優(yōu)越性，不但節(jié)省了大量人力、物力，且具有較高的可行性，為進(jìn)氣道的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有效理論依據(jù)，指明了方向。參考文獻(xiàn)[1]劉鵬飛,徐春龍,檀麗宏.基于CAD/CFD發(fā)動(dòng)機(jī)氣道的設(shè)計(jì)[J].小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車,2012,02:46-50.[2]徐鵬,關(guān)世璽,朱銘.基于AVLFIRE的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道三維流場(chǎng)數(shù)值模擬研究[J].內(nèi)燃機(jī),2013,06:12-14+21.[3]王志,黃榮華,王必,盧蓓.基于CAD/CAM/CFD的發(fā)動(dòng)機(jī)氣道研究[J].
7、內(nèi)燃機(jī)工程,2002,03:26-29.[4]王瑜芳,袁兆成.柴油機(jī)螺旋進(jìn)氣道穩(wěn)流試驗(yàn)與CFD計(jì)算的對(duì)比分析[J].車用發(fā)動(dòng)機(jī),2007,01:56-60.[5]王瑜芳,袁兆成.柴油機(jī)螺旋進(jìn)氣道流場(chǎng)模擬及參數(shù)變動(dòng)研究[J].汽車技術(shù),2005,11:16-19.
